제어문(control flow statements)
자바 프로그램이 원하는 결과를 얻기 위해서는 프로그램의 순차적인 흐름을 제어해야만 할 경우가 생깁니다.
이때 사용하는 명령문을 제어문이라고 하며, 이러한 제어문에는 조건문, 반복문 등이 있습니다.
이러한 제어문에 속하는 명령문들은 중괄호({})로 둘러싸여 있으며, 이러한 중괄호 영역을 블록(block)이라고 합니다.
조건문(conditional statements)
조건문은 주어진 조건식의 결과에 따라 별도의 명령을 수행하도록 제어하는 명령문입니다.
조건문 중에서도 가장 기본이 되는 명령문은 바로 if 문입니다.
자바에서 사용하는 대표적인 조건문의 형태는 다음과 같습니다.
1. if 문
2. if / else 문
3. if / else if / else 문
4. switch 문
if 문
if 문은 조건식의 결과가 참(true)이면 주어진 명령문을 실행하며, 거짓(false)이면 아무것도 실행하지 않습니다.
자바에서 if 문의 문법은 다음과 같습니다.
문법
if (조건식) {
조건식의 결과가 참일 때 실행하고자 하는 명령문;
}
위의 코드에서 블록에 속한 명령문은 중괄호({})를 기준으로 오른쪽으로 들여쓰기가 되어 있는 것을 볼 수 있습니다.
이처럼 들여쓰기를 통해 코드의 가독성을 높이는 것을 인덴트(indent)라고 하며, 될 수 있으면 모든 코드를 인덴트하는 것이 좋습니다.
다음 예제는 if 문을 사용하여, 해당 문자가 영문 소문자인지를 확인하는 예제입니다.
예제
if (ch >= 'a' && ch <= 'z') {
System.out.println("해당 문자는 영문 소문자입니다.");
}
if 문에서 실행될 명령문이 한 줄 뿐이라면 중괄호({})를 생략할 수 있습니다.
if / else 문
if 문과 함께 사용하는 else 문은 if 문과는 반대로 주어진 조건식의 결과가 거짓(false)이면 주어진 명령문을 실행합니다.
자바에서 if / else 문의 문법은 다음과 같습니다.
문법
if (조건식) {
조건식의 결과가 참일 때 실행하고자 하는 명령문;
} else {
조건식의 결과가 거짓일 때 실행하고자 하는 명령문;
}
다음 예제는 if / else 문을 사용하여, 해당 문자가 영문 소문자인지 아닌지를 확인하는 예제입니다.
예제
if (ch >= 'a' && ch <= 'z') {
System.out.println("해당 문자는 영문 소문자입니다.");
} else {
System.out.println("해당 문자는 영문 소문자가 아닙니다.");
}
if / else 문에서도 실행될 명령문이 한 줄뿐이라면 중괄호({})를 생략할 수 있습니다.
if / else if / else 문
if / else if / else 문은 마치 새로운 구문처럼 보이지만, 사실은 두 개의 if / else 문이 연달아 나온 것뿐입니다.
이러한 if / else if / else 문은 조건식을 여러 개 명시할 수 있으므로 중첩된 if 문을 좀 더 간결하게 표현할 수 있습니다.
자바에서 if / else if / else 문의 문법은 다음과 같습니다.
문법
if (조건식1) {
조건식1의 결과가 참일 때 실행하고자 하는 명령문;
} else if (조건식2) {
조건식2의 결과가 참일 때 실행하고자 하는 명령문;
} else {
조건식1의 결과도 거짓이고, 조건식2의 결과도 거짓일 때 실행하고자 하는 명령문;
}
이때 else if 문은 여러 번 나와도 상관없지만, if 문과 else 문은 단 한 번만 나올 수 있습니다.
다음 예제는 if / else if / else 문을 사용하여, 해당 문자가 영문 소문자나 영문 대문자인지, 아니면 영문자가 아닌지를 확인하는 예제입니다.
예제
if (ch >= 'a' && ch <= 'z') {
System.out.println("해당 문자는 영문 소문자입니다.");
} else if (ch >= 'A' && ch <= 'Z') {
System.out.println("해당 문자는 영문 대문자입니다.");
} else {
System.out.println("해당 문자는 영문자가 아닙니다.");
}
if / else if / else 문에서도 실행될 명령문이 한 줄뿐이라면 중괄호({})를 생략할 수 있습니다.
삼항 연산자에 의한 조건문
자바에서는 간단한 if / else 문은 삼항 연산자를 이용하여 간결하게 표현할 수 있습니다.
문법
조건식 ? 반환값1 : 반환값2
switch 문
switch 문은 if / else 문과 마찬가지로 주어진 조건 값의 결과에 따라 프로그램이 다른 명령을 수행하도록 하는 조건문입니다.
이러한 switch 문은 if / else 문보다 가독성이 더 좋으며, 컴파일러가 최적화를 쉽게 할 수 있어 속도 또한 빠른 편입니다.
하지만 switch 문의 조건 값으로는 int형으로 승격할 수 있는(integer promotion) 값만이 사용될 수 있습니다.
즉, 자바에서는 swich 문의 조건 값으로 byte형, short형, char형, int형의 변수나 리터럴을 사용할 수 있습니다.
또한, 이러한 기본 타입에 해당하는 데이터를 객체로 포장해 주는 래퍼 클래스(Wrapper class) 중에서 위에 해당하는 Byte, Short, Character, Integer 클래스의 객체도 사용할 수 있습니다.
그리고 enum 키워드를 사용한 열거체(enumeration type)와 String 클래스의 객체도 사용할 수 있습니다.
따라서 switch 문은 if / else 문보다는 사용할 수 있는 상황이 적습니다.
자바에서 switch 문의 문법은 다음과 같습니다.
문법
switch (조건 값) {
case 값1:
조건 값이 값1일 때 실행하고자 하는 명령문;
break;
case 값2:
조건 값이 값2일 때 실행하고자 하는 명령문;
break;
...
default:
조건 값이 어떠한 case 절에도 해당하지 않을 때 실행하고자 하는 명령문;
break;
}
default 절은 조건 값이 위에 나열된 어떠한 case 절에도 해당하지 않을 때만 실행됩니다.
이 절은 반드시 존재해야 하는 것은 아니며 필요할 때만 선언할 수 있습니다.
다음 예제는 switch 문을 사용하여, 해당 문자가 영문자 모음인지를 확인하는 예제입니다.
예제
switch (ch) {
case 'a':
System.out.println("해당 문자는 'A'입니다.");
break;
case 'e':
System.out.println("해당 문자는 'E'입니다.");
break;
case 'i':
System.out.println("해당 문자는 'I'입니다.");
break;
case 'o':
System.out.println("해당 문자는 'O'입니다.");
break;
case 'u':
System.out.println("해당 문자는 'U'입니다.");
break;
default:
System.out.println("해당 문자는 모음이 아닙니다.");
break;
}
default 절은 위의 예제와 같이 맨 마지막에 위치하는 것이 일반적이지만, case 절 사이에 위치해도 상관없습니다.
각 case 절 및 default 절은 반드시 break 키워드를 포함하고 있어야 합니다.
break 키워드는 조건 값에 해당하는 case 절이나 default 절이 실행된 뒤에 전체 switch 문을 빠져나가게 해줍니다.
만약에 break 키워드가 없다면, 조건에 해당하는 switch 문의 case 절 이후의 모든 case 절이 전부 실행될 것입니다.
다음 예제는 앞서 살펴본 예제에서 break 키워드를 모두 삭제한 예제입니다.
예제
switch (ch) {
case 'a':
System.out.println("해당 문자는 'A'입니다.");
case 'e':
System.out.println("해당 문자는 'E'입니다.");
case 'i':
System.out.println("해당 문자는 'I'입니다.");
case 'o':
System.out.println("해당 문자는 'O'입니다.");
case 'u':
System.out.println("해당 문자는 'U'입니다.");
default:
System.out.println("해당 문자는 모음이 아닙니다.");
}
위의 예제처럼 break 키워드가 없으면, 조건 값에 해당하는 case 절뿐만 아니라 그 이후에 등장하는 모든 case 절과 default 절이 전부 실행됩니다.
다음 예제는 조건 값으로 여러 개의 char형 문자를 확인하는 예제입니다.
이렇게 switch 문의 조건으로 여러 개의 case 절을 사용하여 여러 개의 조건 값을 한 번에 검사할 수 있습니다.
예제
switch (ch) {
case 'a':
case 'e':
case 'i':
case 'o':
case 'u':
System.out.println("해당 문자는 소문자 모음입니다.");
break;
case 'A':
case 'E':
case 'I':
case 'O':
case 'U':
System.out.println("해당 문자는 대문자 모음입니다.");
break;
default:
System.out.println("해당 문자는 모음이 아닙니다.");
break;
}
반복문(iteration statements)
반복문이란 프로그램 내에서 똑같은 명령을 일정 횟수만큼 반복하여 수행하도록 제어하는 명령문입니다.
프로그램이 처리하는 대부분의 코드는 반복적인 형태가 많으므로, 가장 많이 사용되는 제어문 중 하나입니다.
자바에서 사용되는 대표적인 반복문의 형태는 다음과 같습니다.
1. while 문
2. do / while 문
3. for 문
4. Enhanced for 문
while 문
while 문은 특정 조건을 만족할 때까지 계속해서 주어진 명령문을 반복 실행합니다.
자바에서 while 문의 문법은 다음과 같습니다.
문법
while (조건식) {
조건식의 결과가 참인 동안 반복적으로 실행하고자 하는 명령문;
}
while 문은 우선 조건식이 참(true)인지를 판단하여, 참이면 내부의 명령문을 실행합니다.
내부의 명령문을 전부 실행하고 나면, 다시 조건식으로 돌아와 또 한 번 참인지를 판단하게 됩니다.
이렇게 조건식의 검사를 통해 반복해서 실행되는 반복문을 루프(loop)라고 합니다.
다음 예제는 while 문을 5번 반복해서 실행하는 예제입니다.
예제
int i = 0;
while (i < 5) {
System.out.println("while 문이 " + (i + 1) + "번째 반복 실행중입니다.");
i++; // 이 부분을 삭제하면 무한 루프에 빠지게 됨.
}
System.out.println("while 문이 종료된 후 변수 i의 값은 " + i + "입니다.");
while 문 내부에 조건식의 결과를 변경하는 명령문이 존재하지 않을 때는 프로그램이 영원히 반복되게 됩니다.
이것을 무한 루프(infinite loop)에 빠졌다고 하며, 무한 루프에 빠진 프로그램은 영원히 종료되지 않습니다.
무한 루프는 특별히 의도한 경우가 아니라면 반드시 피해야 하는 상황입니다.
따라서 while 문을 작성할 때는 조건식의 결과가 어느 순간 거짓(false)을 갖도록 조건식의 결과를 변경하는 명령문을 반드시 포함시켜야 합니다.
위의 예제에서 조건식의 결과를 변경하는 명령문인 i++를 제거하면, 변수 i의 값은 언제나 1이기 때문에 무한 루프에 빠지게 됩니다.
while 문에서 실행될 명령문이 한 줄 뿐이라면 중괄호({})를 생략할 수 있습니다.
do / while 문
while 문은 루프에 진입하기 전에 먼저 조건식부터 검사합니다.
하지만 do / while 문은 먼저 루프를 한 번 실행한 후에 조건식을 검사합니다.
즉, do / while 문은 조건식의 결과와 상관없이 무조건 한 번은 루프를 실행합니다.
자바에서 do / while 문의 문법은 다음과 같습니다.
문법
do {
조건식의 결과가 참인 동안 반복적으로 실행하고자 하는 명령문;
} while (조건식);
예제
int i = 1, j = 1;
while (i < 1) {
System.out.println("while 문이 " + i + "번째 반복 실행중입니다.");
i++; // 이 부분을 삭제하면 무한 루프에 빠지게 됨.
}
System.out.println("while 문이 종료된 후 변수 i의 값은 " + i + "입니다.");
do {
System.out.println("do / while 문이 " + i + "번째 반복 실행중입니다.");
j++; // 이 부분을 삭제하면 무한 루프에 빠지게 됨.
} while (j < 1);
System.out.println("do / while 문이 종료된 후 변수 j의 값은 " + j + "입니다.");
위의 예제가 만약 while 문이었다면 단 한 번의 출력도 없었을 것입니다.
하지만 do / while 문은 조건식의 결과와 상관없이 무조건 한 번은 루프를 실행해 줍니다.
for 문
for 문은 while 문과는 달리 자체적으로 초기식, 조건식, 증감식을 모두 포함하고 있는 반복문입니다.
따라서 while 문보다는 좀 더 간결하게 반복문을 표현할 수 있습니다.
자바에서 for 문의 문법은 다음과 같습니다.
문법
for (초기식; 조건식; 증감식) {
조건식의 결과가 참인 동안 반복적으로 실행하고자 하는 명령문;
}
이때 for 문을 구성하는 초기식, 조건식, 증감식은 각각 생략할 수 있습니다.
for 문을 사용하면 앞선 예제의 while 문을 더욱 더 간결하게 표현할 수 있습니다.
예제
for (i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("for 문이 " + (i + 1) + "번째 반복 실행중입니다.");
}
System.out.println("for 문이 종료된 후 변수 i의 값은 " + i + "입니다.");
for 문에서 실행될 명령문이 한 줄 뿐이라면 중괄호({})를 생략할 수 있습니다.
자바에서는 다음 예제처럼 for 문 안에서만 사용하는 변수를 초기식에서 직접 선언할 수 있습니다.
이렇게 for 문에서 직접 선언된 변수는 for 문이 종료되면 같이 소멸합니다.
예제
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println("for 문이 " + (i + 1) + "번째 반복 실행중입니다.");
}
① // System.out.println(i);
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println("for 문이 " + (i + 1) + "번째 반복 실행중입니다.");
}
위의 예제에서 반복문을 종료시키기 위한 변수로 i라는 이름의 int형 변수를 한 프로그램에서 두 번이나 선언하고 있습니다.
하지만 이렇게 두 번이나 선언해도 컴파일 오류가 발생하지 않는 이유는 for 문이 종료되면 for 문의 초기식에서 사용된 변수는 자동으로 소멸하기 때문입니다.
따라서 ①번 라인에서 변수 i를 참조하려고 하면 선언되지 않은 변수를 참조하려는 것이므로, 오류가 발생합니다.
Enhanced for 문
JDK 1.5부터 Enhanced for 문이라는 반복문이 추가되었습니다.
이 반복문은 컬렉션 프레임워크와 배열에서 유용하게 자주 사용됩니다.
루프의 제어
일반적으로 조건식의 검사를 통해 루프로 진입하면, 다음 조건식을 검사하기 전까지 루프 안에 있는 모든 명령문을 실행합니다.
하지만 continue 문과 break 문은 이러한 일반적인 루프의 흐름을 사용자가 직접 제어할 수 있도록 도와줍니다.
continue 문
continue 문은 루프 내에서 사용하여 해당 루프의 나머지 부분을 건너뛰고, 바로 다음 조건식의 판단으로 넘어가게 해줍니다.
보통 반복문 내에서 특정 조건에 대한 예외 처리를 하고자 할 때 자주 사용됩니다.
다음 예제는 1부터 100까지의 정수 중에서 5의 배수와 7의 배수를 모두 출력하는 예제입니다.
예제
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
if (i % 5 == 0 || i % 7 == 0) {
System.out.println(i);
} else {
continue;
}
}
break 문
break 문은 루프 내에서 사용하여 해당 반복문을 완전히 종료시킨 뒤, 반복문 바로 다음에 위치한 명령문을 실행합니다.
즉 루프 내에서 조건식의 판단 결과와 상관없이 반복문을 완전히 빠져나가고 싶을 때 사용합니다.
다음 예제는 1부터 100까지의 합을 무한 루프를 통해 구하는 예제입니다.
예제
int num = 1, sum = 0;
while (true) { // 무한 루프
sum += num;
if (num == 100) {
break;
}
num++;
}
System.out.println(sum);
이름을 가지는 반복문(break with label)
일반적인 break 문은 단 하나의 반복문만을 빠져나가게 해줍니다.
따라서 여러 반복문이 중첩된 상황에서 한 번에 모든 반복문을 빠져나가거나, 특정 반복문까지만 빠져나가고 싶을 때는 다른 방법을 사용해야 합니다.
이때 사용할 수 있는 방법이 바로 반복문에 이름(label)을 설정하는 것입니다.
가장 바깥쪽 반복문이나 빠져나가고 싶은 특정 반복문에 이름을 설정한 후, break 키워드 다음에 해당 이름을 명시하면 됩니다.
그러면 해당 break 키워드는 현재 반복문이 아닌 해당 이름의 반복문 바로 다음으로 프로그램의 실행을 옮겨줍니다.
단, 이때 이름(label)은 가리키고자 하는 반복문의 키워드 바로 앞에 위치해야 합니다.
이름과 반복문의 키워드 사이에 명령문이 존재하면, 자바 컴파일러는 오류를 발생시킬 것입니다.
C언어나 C++과는 달리 자바에는 goto 문이 없습니다.
따라서 이렇게 반복문을 가리키는 이름(label)은 break 문이나 continue 문에만 사용될 수 있습니다.
다음 예제는 구구단 중에서 2단부터 4단까지를 출력하는 예제입니다.
예제
allLoop :
for (int i = 2; i < 10; i++) {
for (int j = 2; j < 10; j++) {
if (i == 5) {
break allLoop;
}
System.out.println(i + " * " + j + " = " + (i * j));
}
}
위의 예제에서 변수 i의 값이 5가 되는 순간, 해당 프로그램의 제어는 두 개의 for 문을 모두 빠져나와 종료됩니다.
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