객체 지향 자바 프로그래밍

• 객체 지향 자바 프로그래밍
  • 개요
    • 자바를 쓰면 왜 좋은가요
    • 자바로 만들 수 있는 프로그램
  • 변수
    • 제약 사항
  • 자료형
  • Array
  • Scope of varlables
  • 메소드
  • static
  • 상속
  • 추상클래스
  • interface
  • 예외처리
  • 컬렉션 프레임워크
  • 내부 클래스
  • 스레드(Thread)
  • Lambda Expression
  • Stream 활용
  • 자바 입출력

개요

자바를 쓰면 왜 좋은가요

• 플랫폼에 영향을 받지 않으므로 다양한 환경에서 사용할 수 있다.
• 객체지향 언어이기 때문에 유지보수가 쉽고 확장성이 좋다.
• 프로그램이 안정적이다.
• 풍부한 기능을 제공하는 오픈 소스다

자바로 만들 수 있는 프로그램

• 웹 서버
• 안드로이드 앱
• 게임

변수

제약 사항

• 변수의 의미와 목적이 분명히 나타나야 한다.
• 비슷한 이름은 사용하지 않는다.
• 줄임말은 지향한다. - 변수길이에 제한이 없으므로 의미를 풀어서 쓰는 것이 좋다.
• 숫자로 시작 할수 없다.
• 띄어쓰기를 할수 없다.
• 특수문자를 사용하지 않는다. - 영문자, 숫자 사용 가능 하고 특수문 자 중 $와 _ 만 사용가능
• 예약어를 사용하지 않는다. - 자바 프로그램 안에서 특별한 의미로 미리 약속되어 있는 단어
• Camael Case를 지킨다.
• 대소문자를 구별한다.

자료형

• 자바 라이브러리에서 기본 제공하며, 얼마만큼의 메모리를 사용할 것인지 정해져 있습니다.

	정수형	문자형	실수형	논리형
1바이트	byte			boolean
2바이트	short	char
4바이트	int		float
8바이트	long		double

• 정수형

  • 양수, 음수, 0을 나타내는 데 사용하는 자료형 입니다.
  • byte
    • 1바이트, 바이트 단위의 정보를 저장하거나 통신할 때 주로 사용합니다.
    • 예를 들어, 동영상이나 음악파일을 재생할 때, 데이터를 네트워크로 전송할 때 사용하게 됩니다.
  • short
    • 2바이트, 정수를 표현하는 자료형
  • int
    • 4바이트, 컴퓨터에서 정수로 연산할 때 4바이트 단위로 처리하는 것이 가장 효율적이기 때문에 정수 자료형으로 가장 많이 쓰입니다.
  • long
    • 8바이트, 정수를 표현하는 가장 큰 단위, 간혹 숫자가 int형 범위를 넘는 큰 수인 경우 뒤에 L을 붙여줘야 합니다.

• 문자형

  • 문자를 나타내는 데 사용하는 자료형
  • 영문자나 특수기호는 1바이트로 가능하지만, 한글 등 복잡한 문자는 1바이트만으로 모든 표현이 불가해서 2바이트 이상을 사용
  • char
    • 2바이트, 항상 작은따옴표 사용

• 실수형

  • 부동소수점 방식을 이용해서 더 많은 실수를 좀 더 세밀하게 표현합니다.
  • float
    • 4바이트, long과 구별하기 위해 뒤에 f를 붙여줍니다.
  • double
    • 8바이트, 자바에서 기본을 사용합니다.

• 논리형

  • 어떤 변수의 참, 거짓의 값을 나타내는데 사용합니다.
  • boolean
    • 1 바이트, true(참) false(거짓) 두 가지 값만 가집니다.

• 자료형 없이 변수 선언

  • 자바 10부터는 자료형을 쓰지 않고도 변수를 선언할 수 있습니다. 이를 지역 변수 자료형 추론이라고 합니다.
  • 변수에 대입 되는 자료를 보고 컴파일가 추측하여 자료형을 알 수 있습니다.

• 상수(constant)

  • 변환해야 하는 변수가 있다면, 변하지 않아야 하는 수도 필요합니다.
  • 예를 들어 운주율을 구하는 3.14라든지, 1년이 12개월이라는 수도 변하지 않는 수 입니다.
  • 자바에서는 상수는 이러한 상수를 final로 선언합니다.
  • 한 번 선언한 상수는 변하지 않기 때문에 동시에 값을 지정하는게 좋음
  • 상수의 경우 이후에 재할당을 하려하면 오류 발생

• String 클래스

  • JAVA 가 제공하는 char 데이터 타입은 문자 하나 저장
  • 여러 개의 문자르 저장하기 위해 String 사용
  • new 키워드를 사용하지 않고 생성할 수 있음 , 기본 타입 처럼 사용
  • 기본 타입처럼 사용하지만 참조 타입이기 때문에 메소드를 갖고 있다는 점에 주의해야함
  • 쌍따옴표를 사용

Array

• Array 복사하기
  • 크기가 같은 배열을 새로 만들어야 하거나, 더 큰 배열을 만들기 위해 기존 배열에 저장된 자료를 가져오려 할 때 배열을 복사 한다.
  • for문을 이요하여 각 요소 값을 복사하거나 , System.arraycopy() 메소드를 사용하여 복사
• System.arraycopy(src,srcPos,destPos,length)

매개변수	설명
src	복사할 배열 이름
srcPos	복사할 배열의 첫 번째 위치
dest	복사해서 붙여 넣을 대상 배열 이름
destPos	복사해서 대상 배열에 붙여 넣기를 시작할 첫 번째 위치
length	src에서 dest로 자료를 복사할 요수 개수

public class ArrayCopy {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array1 = {10, 20, 30, 40, 50};
        int[] array2 = {1, 2, 3, 4, 5};
        System.arraycopy(array1, 0, array2, 1, 4);
        for (int i = 0; i < array2.length; i++) {
            System.out.println(array2[i]);
        }
    }
}

Scope of varlables

• 변수는 어디에 선언되느냐에 따라 그 범위가 달라짐
  • 지역변수
    • 함수나 메소드 내에 사용
    • 함수 밖에서는 사용 불가
    • 지역변수가 생성되는 메모리를 스택(stack)이라고 함
    • 지역변수는 함수가 호출될 때 생성
    • 함수가 리턴되면 메모리 공간이 해제되어 함께 없어짐
  • 멤버변수(인스턴스 변수)
    • 클래스가 생성될 때 힙(heap)메모리에 생성
    • 클래스 어느 메소드에서나 사용이 가능
    • 힙에 생성된 인스턴스가 가비지 컬렉터에 의해 수거되면 메모리에서 사라짐

메소드

• 접근 제한자

접근 제한자	클래스 내부	동일 패키지	하위 클래스	그 외의 영역
public	O	O	O	O
protected	O	O	O	X
default	O	O	X	X
private	O	X	X	X

• public이라고 선언한 변수나 메서드는 외부 클래스에서 접근이 가능하며 외부 클래스가 사용할 수 없다는 뜻
• private라고 선언한 변수나 메서드는 외부 클래스의 접근이 허용되지 않음
• protected 같은 패키지 내부와 상속관계의 클래스만 접근할 수 있고, 그 외 클래스에서 접근할 수 없음

• 클래스 내부에서 사용할 변수나 메서드는 private 선언해서 외부에서 접근하지 못하도록 하는 것을 객체 지향에서는 “정보 은닉(information hiding)”이라고 함
  • 모든 변수를 private으로 선언해야 하는 것은 아니지만 필요한 경우에는 private으로 선언하여 오류를 막을 수 있음

static

• static
  • static 변수를 클래스변수라고도 하는데 이는 인스턴스마다 생성되는 변수가 아니라. 클래스에 속한 한번만 생성되는 변수이고 이를 여러 인스턴스가 공유하기 때문이다.
  • 메소드나 멤버변수가 static으로 변경이 되면, 객체화 없이 사용할 수 있습니다.
  • 단순 반복 처리 작업을 해야 할 경우 조종사용
  • static 변수는 인스턴스보다 먼저 생성
  • 클래스에 속해 한 번만 생성되는 변수이고 이를 여러 인스턴스가 공유, 이러한 이유로 static 변수를 클래스에 기반한 변수라고 해서 클래스 변수라고도 함
  • static 변수를 위한 메소드는 static 메소드 또는 클래스 메소드 라고 함
• static 변수의 유효 범위
  • 프로그램 실행 시 메모리에 프로그램에 상주하게 되는데, 프로그램 영역 중 데이터 영역에 있음.
  • 데이터 영역에는 상수나 문자열 , static 변수가 생성
  • 멤버변수와 static 변수는 사용하는 메모리가 다름
  • static 변수는 프로그램이 시작할 때부터 끝날 때까지 메모리에 상주하고 있기 때문에 크기가 너무 큰 변수는 선언하지 않는 것이 좋음

변수 유형	선언 위치	사용 범위	메모리	생성과 소멸
지역변수 (로컬변수)	함수 내부	함수 내부	스텍	함수 호출될 때 생성되고 함수가 끝나면 소멸
멤버변수 (인스턴스 변수)	클래스 선언 바로 아래	클래스 내부, private이 아니면 참조변수로 다른 클래스에서 사용 가능	힙	인스턴스 생성되고, 가비지컬렉터가 메모리 수거할 때 소멸
static변수 (클래스변수)	static 예약어를 사용하여 클래스 내부에서 선언	클래스 내부, private이 아니면 클래스 이름으로 다른 클래스에서 사용가능	데이터(static)영역	프로그램 실행 시 생성되고, 프로그램이 끝날 때 소멸

• 싱글톤 패턴(singleton patten)
  • 프로그램 구현 시 인스턴스 하나만 생성하는 디자인 패턴

상속

• 하위클래스가 생성될 때는 상위 클래스의 생성자가 먼저 호출되는데, 그래서 하위클래스가 상위클래스의 변수와 메소드를 사용할 수 있고, 상위 클래스의 자료형으로 형변환이 가능해짐 , 반대로 하위클래스의 자료형으로 상위클래스의 인스턴스는 생성은 불가능

• IS-A 관계 (is a relationship; inheritance)
  • 일반적인 개념과 구체적인 개념과의 관계
  • 사람은 포유류이다 와 같은 관계처럼 상속은 IS-A 관계에서 사용하는 것이 가장 효율적
  • 일반 클래스를 점차 구체화하는 상황에서 상속을 사용하는 것
  • 단순히 코드를 재사용할 목적으로 서로 관련이 없는 개념의 클래스들을 상속 관계로 사용하는 것은 좋지 않은 코드 작성법
• HAS-A 관계(has a relationship; association)
  • 한 클래스가 다른 클래스를 소유한 관계
  • 예를 들어 학생이 있고 수강하는 과목이 있다고 했을 때 학생이 과목을 포함하진 않음
  • 과목은 학생에 포함되어 멤버 변수로 사용하느것이 적절함
  • 상속을 사용하면 클래스 간의 결합도가 높아져서 상위 클래스의 변화가 하위클래스에 미치는 여향이 큼 따라서 상속은 코드 재사용 개념으로 이해하지 말고 일반적인 클래스 와 구체적인 클래스의 관계에서 구현해야함

추상클래스

• 템플릿 메소드
  • 템플릿 메소드의 역할은 메소드 실행 순서와 시나리오를 정의하는 것
  • 템플릿 메소드에서 호출하는 메소드가 추상 메소드라면 차종에 따라 구현 내용이 바뀔 수는 있다.
  • 템플릿 메소드는 시나리오를 정의한 메소드이므로 바뀔 수 없다. 상속받은 하위 클래스에서 탬플릿 메소드를 재정의하면 안된다는 것

  • 템플릿 메소드는 final 예약어를 사용해 선언해서 템플릿 메소드 재정의가 안된다고 구현하는 것

    final로 선언된 경우 다른 값을 대입할 수 없음
    자바 프로젝트를 진행할 때 여러 파일에서 공유해야 하는 상수 값은 한 파일에 모아 public static final로 선언하여 사용
    
    클래스를 final로 선언하면 상속할 수 없음
    상속을 하면 재정의가 가능한데, 원래 클래스가 가지고 있는 기능에 오류가 생길 수 있기 때문에
    보안과 관련되어 있거나 기반 크래스가 변하면 안되는 경우에는 클래스를 final로 선언
    

interface

• 디폴트 메소드
  • 디폴트 메소드는 인터페이스에서 구현 코드까지 작성한 메소드
  • 인터페이스를 구현한 클래스가 생성되면 그 클래스에서 사용할 기본 기능
  • 디폴티 메소드를 선언할 때는 default 예약어를 사용
  • 디폴트 메소드는 인터페이스에 이미 구현이되어 있으므로 추상 클래스나 추상 클래스를 상속받은 클래스에서 코드를 구현할 필요가 없음
• 메소드 자료형 앞에 static 예약어를 사용하여 정적 메소드 추가가 가능
• 한 클래스가 여러 클래스를 상속받으면 메서드 호출이 모호해지는 문제가 발생할 수 있음 하지만 인터페이스는 한 클래스가 여러 인터페이스를 구현할 수 있음
  • 인터페이스는 구현코드나 멤버변수를 가지지 않기 때문에 여러 개를 동시에 구현할 수 있음
  • 두 인터페이스에 이름이 같은 메소드가 선언되었다고 해도 구현은 클래스에서 이루어지므로 어떤 메소드를 호출해야 하는지 모호 하지 않음
  • 인터페이스의 디폴트 메서드는 다중상속의 모호성 문제를 해결하기 위해서 자식 클래스에서 반드시 해당 메서드를 Override 해야한다
• 인터페이스 간에도 상속이 가능
  • 인터페이스 간 상속은 구현코드를 통해 기능을 상속하는 것이 아니므로 형 상속(type inheritance) 라고 부름
  • 클래스의 경우 하나의 클래스만 상속받을 수 있지만 인터페이스는 여러 개를 동시에 상속받을 수 있음
• 추상클래스와 인터페이스의 차이
  • 디폴트메소드를 사용함으로써 인터페이스는 메소드를 선언뿐만 아니라 구현까지 가능하게 되었고 추상 클래스는 불가능한 다중 상속까지 지원을 하니 추상클래스를 사용할 필요없이 전부 인터페이스를 implements하는 구조로 하면 되는것이 아닌가 라는 의문이 생김 하지만 클래스와 인터페이스는 차이점이 존재
    • 인터페이스는 public 접근제한자만 가능
    • 인터페이스는 생성자를 가질 수 없음

예외처리

• 오류클래스 모두 Throwable 클래스에서 상속 받음
  • Error 클래스의 하위 클래스는 시스템에서 발생하는 오류를 다루며 프로그램에서 제어하지 않음
  • 프로그램에서 제어하는 부분은 Exception클래스와 그 하위의 예외 클래스

컬렉션 프레임워크

• 자바에서는 필요한 자료 구조를 미리 구현하여 java.util 패키지에서 제공, 이 라이브러리를 컬레션 프레임워크(collection framework)라고 함
  • 자바 컬렉션 프레임워크에는 여러 인터페이스가 정의되어 있고, 그 인터페이스를 구현한 클래스가 있음.
  • Collection 인터페이스는 하나의 자료를 모아서 관리하는데 필요한 기능을 제공
  • Map 인터페이스는 쌍으로 된 자료들을 관리하는 데 유용한 기능을 제공

graph TD; Collection-->List; Collection-->Set; List-->ArrayList; List-->Vector; List-->LinkedList; Set-->HashSet; Set-->TreeSet;

graph TD; Map-->HashTable; Map-->HashMap; Map-->TreeMap; HashTable-->Properties;

• Collection 인터페이스는 하위에 List 인터페이스와 Set 인터페이스가 있다
  • List를 구현한 클래스는 순차적인 자료를 관리
  • Set을 구현한 클래스는 집합을 생각하면 됨
• Map 인터페이스는 하나가 아닌 쌍(pair)으로 선언되어 있는 자료를 관리하는 메소드들이 선언되어 있음
  • key 값은 중복될 수 없음
  • Map은 기본적으로 검색용 자료구조
  • 어떤 key 값을 알고 있을 때 value를 찾기 위한 자료구조
• Map 인터페이스는 모든 자료를 한번에 순회할 수 있는 방법이 없음
  • 모든 자료를 순회할려면 key값을 먼저 가져와서 key 값에 해당하는 value를 찾아야함
  • hashMap.keySet()메소드를 호출하면 모든 key값이 Set 객체로 반환
  • 반환된 set()객체에 interator()메소드를 호출하면 key를 순회할 수 있는 interator가 반환

내부 클래스

• 내부 클래스는 클래스 내부에 선언한 클래스
  • 이 클래스와 외부 클래스가 밀접한 관련이 있거나 그 밖의 다른 클래스와 협력할 일이 없는 경우 내부 클래스로 선언해서 사용
• 인스턴스 내부 클래스
  • 인스턴스 변수를 선언할 때와 같은 위치에 선언
  • 외부 클래스 내부에서만 생성하여 사용하는 객체를 선언할 때 사용
  • 외부 클래스가 먼저 생성되어야 사용 가능, 인스턴스 내부 클래스의 메소드는 외부 클래스의 메소드가 호출될때 사용가능
  • 인스턴스 내부 클래스에서 정적 변수, 메소드 선언 불가
• 정적 내부 클래스
  • 인스턴스 내부 클래스처럼 외부 클래스의 멤버변수와 같은 위치에 정의하며 static 예약어를 함께 사용
  • 내부 클래스가 외부 클래스 생성과 무관하게 사용할 수 있어야 하고 정적 변수도 사용할 수 있어야 한다면 정적 내부 클래스를 사용
  • 정적 내부 클래스의 일반 메소드 : 외부 클래스의 인스턴스 변수 사용 불가
  • 정적 내부 클래스의 static 메소드 : 외부 클래스의 인스턴스 변수 사용 불가, 내부 정적 클래스의 인스턴스 변수 사용 불가
  • 정적 메서드에서는 인스턴스 변수를 사용할 수 없습니다. 따라서 정적 내부 클래스에서도 외부 클래스의 인스턴스 변수는 사용할 수 없습니다.
  • 정벅 내부 클래스에서 사용하는 메서드가 정적메서드인 경우, 외부 클래스와 정적 내부 클래스에 선언되 변수 중 정적 변수만 사용 할 수 있습니다.
• 지역 내부 클래스
  • 지역 변수처럼 메서드 내부에 클래스를 정의하여 사용
  • 메서드 안에서만 사용가능
• 익명클래스
  • 익명클래스는 클래스 이름을 사용하지 않는 클래스
  • 지역 내부 클래스와 동일한 방법으로 사용

스레드(Thread)

• 프로세스(process)
  • 운영체제에서는 실행중인 하나의 애플리케이션을 프로세스라고 함
  • 사요자가 애플리케이션을 실행하면 운영체제로부터 실행에 필요한 메모리를 할당 받아 애플리케이션의 코드를 실행하는데 이것이 프로세스 이다.
• 스레드(Thread)
  • 사전적 의미로 한 가닥의 실이라는 뜻
  • 한 가지 작업을 실행하기 위해 순차적으로 실행할 코드를 실처럼 이어놓았다고 해서 유래된 이름
  • 하나의 스레드는 하나의 코드 실행 흐름이기 때문에 한 프로세스 내에 스레드가 2개라면 2개의 코드 실행 흐름이 생긴다는 의미
  • 자바의 모든 애플리케이션은 메인 스레드(main thread)가 main() 메소드를 실행하면서 시작
  • 메소드의 첫 코드부터 아래로 순차적으로 실행하고, 마지막 코드를 실행하거나 return문을 만나면 실행이 종료

Lambda Expression

• 람다(Lambda)란?
  • 람다 미적분학 학계에서 개발할 시스템에서 유래
  • 메소드에게 전달할 수 있는 익명 클래스를 함수로 단순화 시킨것
  • 객체를 기반으로 하는 자바에서 함수형 프로그래밍(functional programming) 방식을 자바 8부터 지원
  • 자바에서 제공하는 함수형 프로그래밍 방식을 람다식(Lambda expression)이라고 함
• 람다의 특징
  • 익명
    • 보통의 메소드와 달리 이름이 없다
  • 함수
    • 특정 클래스에 종속되지 않아 함수라 부른다
  • 전달
    • 람다 표현식을 메서드의 인자로 전달하거나 변수로 저장할 수 잇다.
  • 간결성
    • 익명 클래스처럼 자질구레한 코드를 구현할 필요가 없다

• 람다의 적용

  // 람다 적용 전
  int add(int x, int y){
    return x + y;
  }
  
  // 람다 적용 후
  (int x, int y)--> {return x + y;}
  

• 람다의 구성

  //람다 파라미터, 화살표, 람다 바디
  (int x, int y)   -->   {return x + y;}
  

  • 람다 파라미터
    • 메소드의 파라미터
  • 화살표(->)
    • 람다의 파라미터 리스트와 바디를 구분
  • 람다 바디
    • 람다의 반환값에 해당하는 표현식
• Java 8에서 유효한 다섯가지 람다 표현
  • String 파라미터 하나를 가지며 int 를 반환
    • 람다 표현식에는 return이 함축되어 있으므로 return을 명시적으로 상요하지 않아도 됨

    (String s) -> s.length()
    

  • Employees 형식의 파라미터 하나를 가지며 boolean을 반환

    (Employees emp) -> emp.getSalary() > 5000
    

  • int 형식의 파라미터 두개를 가지며 리턴 값이 없다
    • 람다 표현식을 여러 행의 문장을 포함할 수 있다.

    (int x, int y) -> {
      System.out.println("Result : ");
      System.out.println(x+y);
    }
    

  • 파라미터가 없으며 int를 반환

    () -> 42
    

  • Employees 형식의 파라미터 두개를 가지며 int를 반환

    (Employees emp1, Employees emp2) -> emp1.getSalary() emp2.getSalary()
    

  • 함수형 인터페이스
    • 람다식을 구현하기 위해 인터페이스를 먼저 만들고, 인터페이스에 람다식으로 구현할 메소드를 선언
    • 하나의 메소드를 구현하여 인터페이스형 변수에 대입하기 때문에 두 개 이상의 함수를 가져서는 안됨
    • 람다식은 오직 하나의 메소드만 선언한 인터페이스를 구현 할 수 있다.
    • 람다식은 이름이 없는 익명함수로 구현하기 때문에 인터페이스에 메소드를 여러 개 추가하게 된다면. 어떤 메소드를 구현한 것인지 알 수 가 없음 따라서 오직 하나의 메서드만 선언한 인터페이스를 구현할 수 있다.
    • 실수로 다른 메소드를 추가한 경우 오류 메시지가 나타날 수 있도록 애노테이션을 추가 하도록 해야함.
      • @FunctionalInterface 람다식으로 구현한 인터페이스에 다른 메소드를 추가하지 않기 위해 사용
        • 반드시 써야하는 것은 아니지만, 함수형 인터페이스 임을 명시할 수 있어 실수로가도 발생할 오류를 방지 할 수 있다
    • 람다식으로 메소드를 구현 한 뒤 호출하면 시스템 내부에서는 익명 클래스가 생성되고 이를 통해 익명 객체가 생성됨
    • 람다식이 대입된 변수를 사용하여 람다식 구현부를 호출할 수 잇음
    • 람다식을 변수에 대입하여 매개변수로 전달이 가능, 자료형은 인터페이스형
    • 함수의 반환형을 인터페이스형으로 하면 구현한 람다식 반환이 가능
    • 함수의 구현부를 변수에 대입하고, 매개변수로 전달하고, 함수의 반환값으로 사용하는 것이 함수형 프로그래밍의 특징 중 하나

Stream 활용

• 스트림
  • 여러 자료의 처리에 대한 기능을 구현해 놓은 클래스
  • 스트림을 활용하면 배열, 컬렉션 등의 자료를 일괄성 있게 처리할 수 있다
  • 자료에 따라 기능 구현하는 것이 아니라, 처리해야하는 자료가 무엇인지와 상관없이 같은 방식으로 메소드 호출이 가능
    • 자료의 추상화라고도 함
• 스트림 연산
  • 중간연산
    • filter() : 조건을 넣고 그 조건에 맞는 참인 경우만 추출하는 경우 사용

    //스트림 생성,   중간 연산,                  최종 연산
    sList.stream().filter(s -> s.length() >= 5).forEach(s-> System.out.println(s));
    

    • map() : 클래스가 가진 자료 중 이름만 출력하는 경우에 사용

    //스트림 생성,         중간 연산,             최종 연산
    customerList.stream().map(c -> c.getName()).forEach(s-> System.out.println(s));
    

  • 최종연산
    • 스트림의 자료를 소모하며 연산하기 때문에 최종 연산이 수행되고 나면 해당 스트림은 더 사용할 수 없다.
    • 최종연산은 결과를 만드는데 주로 상용
    • forEach() : 요소를 하나씩 꺼내는 기능
    • count(), sum() : 배열 요소의 합계를 구하거나 개수를 출력하는 등의 연산을 수행
    • reduce() : 내부적으로 스트림 요소를 하나씩 소모하면서 프로그래머가 직접 작성하는 기능
      • T reduce(T identify, BinaryOperator accumulator)
      • T identify는 초기값을 의미, 그 뒤에 매개변수는 수행해야 할 기능
      • BinaryOperator 인터페이스는 두 매개변수로 람다식을 구현하며 이 람다식이 각 요소가 수행해야 할 기능이 됨
      • 모든 요소의 합을 구할 때, 두 번째 매개변수에 람다식을 직접 쓰는 경우

      //                   초기값,전달 되는 요소, 각 요소가 수행해야 할 기능
      Arrays.stream(arr).reduce(0, (a,b) -> a + b);
      

      • 초기값은 0이고, 스트림 요소가 매개 변수로 전달되면서 합을 구함
      • 내부적으로는 반복문이 호출되면서 람다식에 해당하는 부분이 리스트 요소만큼 호출됨
      • 따라서 reduce() 메소드에 어떤 람다식이 전달되는냐에 따라 다양한 연산 수행이 가능한 최종연산
  • 자료의 대상과 관계없이 동일한 연산을 수행
    • 배열이나 컬렉션에 저장된 자료를 가지고 수행할 수 있는 연산은 여러 가지가 있다
    • 스트림은 컬렉션의 여러 자료 구조에 대해 이런한 작업을 일관성 있게 처리 할 수 있는 메소드를 제공
  • 한 번 생성하고 사용한 스트림은 재사용할 수 없다
    • 어떤 자료에 대한 스트림을 생성하고 이 스트림에 메소드를 호출하여 연사을 수행햇다면 해당 스트림을 다시 다른 연산에 사용할 수 없다.
    • 스트림 생성 후 해당 요소를 출력했을 때 ‘소모 된다’고 이야기 한다
    • 소모된 요소는 재사용 불가
  • 스트림의 연산은 기존 자료를 변경하지 않는다
    • 스트림을 생성하여 여러 연산을 수행한다고 해서 기존 배열이나 컬렉션이 변경되지 않는다
    • 스트림 연산을 위해 사용하는 메모리 공간이 별도로 존재, 기존 자료에는 영향 없음
  • 스트림의 연산은 중간 연산과 최종 연산이 있다
    • 스트림의 중간 연산은 여러 개가 적용될 수 있다.
    • 최종 연산은 맨 마지막에 한 번 적용 된다.
    • 만약 중간 연산이 여러 개 호출 됬었더라도 최종 연산이 호출되어야 스트림의 중간 연산이 모두 적용 된다.

자바 입출력

• 자바에서 모든 입출력은 Stream을 통해 이루어짐
• 스트림이란 네트워크에서 유래된 용어로 자료 흐름이 물의 흐름과 같다느 의미에서 사용
• 바이트 단위 스트림 : 그림, 동영상, 음악 파일 등 바이트 단위로 읽고 쓰는 스트림
• 문자 단위 스트림 : 2byte로 처리되는 문자를 처리하기 위한 스트림
• 기반 스트림 : 자료를 직접 읽거나 쓰는 기능을 제공하는 스트림
• 보조 스트림 : 자료를 직접 읽거나 쓰는 기능은 없이 다른 스트림에 부가 기능을 제공하는 스트림
• 표준 입출력 클래스
  • 자바는 미리 정의해 둔 화면에 출력하고 입력 받는 표준 입출력 클래스가 있다.
  • System.out 이 표준 출력 객체이다.
  • 표준 입출력을 위한 System 클래스

  자료형	변수 이름	설명
  static PrintStream	out	표준 출력 스트림(static 변수)
  static InputStream	in	표준 입력 스트림(static 변수)
  static OutputStream	err	표준 오류 출력 스트림(static 변수)

  • System.in
    • System.in은 바이트 단위로 읽어 들이는 InputStream이므로 1바이트만 읽는다.
    • 읽어 드린 1바이트를 출력하면 문자에 대한 값(아스키값)을 출력한다, 그래서 문자로 변환하여 출력한다.
• Scanner
  • Scanner 클래스는 java.util 패키지에 있는 입력 클래스
  • Scanner 클래스는 문자 외에 다른 자료형도 읽을 수 있다
  • System.in으로 입력받는 것보다 다양한 매소드를 활용할 수 있다.
  • Scanner 클래스

  생성자	설명
  Scanner(File source)	파일을 매개변수로 받아 Scanner를 생성
  Scanner(InputStream source)	바이트 스트림을 매개변수로 받아 Scanner를 생성
  Scanner(String source)	String을 매개변수로 받아 Scanner를 생성

  • 표준 입력 System.in을 사용하면 바이트 단위 자료만 처리할 수있어 한글 같은 경우 보조 스트림을 추가로 사용해야하는데, Scanner는 다양한 자료형을 입력할 수 있어 많이 활용한다.
• InputStream
  • InputStream은 바이트 단위로 읽는 스트림 중 최상위 스트림
  • InputStream은 추상 메소드를 포함한 추상 클래스로서 하위 스트림 클래스가 상속 받아 각 클래스 역할에 맞게 추상메소드 기능을 구현한다.
  • InputStream 하위 클래스

  스트림 클래스	설명
  FileInputStream	파일에서 바이트 단위로 자료를 읽음
  ByteArrayInputStream	Byte배열 메모리에서 바이트 단위로 자료를 읽음
  FilterInputStream	기반 스트림에서 자료를 읽을 때 추가 기능르 제공하는 보조 스트림의 상위 클래스

  • InputStream 제공 메서드

  메서드	설명
  int read()	입력 스트림으로부터 한 바이트의 자료를 읽고, 읽은 자료의 바이트 수 반환 읽어 들일 자료가 없는 경우 정수 -1 반환
  int read(byte b[])	입력 스트림으로부터 b[] 크기의 자료를 b[]에 읽고, 읽은 자료의 바이트 수 반환
  int read(byte b[], int off, int len)	입력 스트림으로부터 b[]크기의 자료를 b[]의 off변수 위치부터 저장하여 len 만큼 읽고, 읽은 자료의 바이트수 반환
  void close()	입력 스트림과 연결된 대상 리소스 닫음

• FileInputStream
  • FileInputStream은 파일에서 바이트 단위로 자료를 읽어 들일때 사용하는 스트림 클래스
  • FileInputStream(String name) - name을 매개변수로 받아 입력 스트림 생성
  • FileInputStream(File f) - File 클래스 정보를 매개변수로 받아 입력 스트림 생성
• OutputStream
  • OutputStream은 바이트 단위로 쓰는 스트림 중 최상위 스트림
  • 자료의 출력 대상에 따라 다른 스트림을 제공한다
  • OutputStream 하위 클래스

  스트림 클래스	설명
  FileOutputStream	파일에서 바이트 단위로 자료를 씀
  ByteArrayOutputStream	Byte 배열 메모리에서 바이트 단위로 자료를 씀
  FilterOutputStream	기반 스트림에서 자료를 쓸 때 추가 기능을 제공하는 보조 스트림의 최상위 클래스

  • OutputStream 제공 메서드

  메서드	설명
  int write()	한 바이트 출력
  int write(byte b[])	b[] 배열에 있는 자료를 출력
  int write(byte b[], int off, int len)	b[] 배열에 있는 자료의 off 위치부터 len 개수 만큼 자료를 출력
  void flush()	출력을 위해 잠시 자료가 머무르는 출력 버퍼를 강제로 비워 자료를 출력
  void close()	출력 스트림과 연결된 리소스 닫음, 출력 버퍼가 비워짐

• FileOutputStream
  • FileOutputStream은 파일에서 바이트 단위로 자료를 출력하기 위해 사용하는 스트림
  • 생성자 매개변수로 전달 된 파일이 없으면 파일을 새로 생성한다
  • FileOutputStream 생성자

  생성자	설명
  FileOutputStream(String name)	파일 이름 name을 매개변수로 받아 출력 스트림 생성
  FileOutputStream(String name, Boolean append)	파일 이름 name을 매개변수로 받아 출력 스트림 생성, append 값이 true 이면 파일 스트림을 닫고 다시 생성할 때 파일 끝에 이어서 씀, 디폴트는 false
  FileOutputStream(File f)	File 클래스 정보를 매개변수로 받아 출력 스트림 생성
  FileOutputStream(File f, boolean append)	File 클래스 정보를 매개변수로 받아 출력 스트림 생성, append 값이 true 이면 파일 스트림을 닫고 다시 생성할 때 파일 끝에 이어서 씀, 디폴트는 false

• Reader
  • Reader는 문자 단위로 읽는 스트림 중 최상위 스트림으로 다음 하위 클래스를 주로 사용
  • Reader 하위 클래스
    • FileReader - 파일에서 문자 단위로 읽는 스트림 클래스
    • InputStreamReader - 바이트 단위로 읽은 자료를 문자로 변환해 주는 보조 스트림 클래스
    • BufferedReader - 문자로 읽을 때 배열을 제공하여 한꺼번에 읽을 수 있는 기능을 제공해 주는 보조 스트림
  • Reader 제공 메서드
    • int read() - 파일로부터 한 문자를 읽고, 읽은 값을 반환
    • int read(char[] buf) - 파일로부터 buf 배열에 저장된 문자들을 읽음
    • int read(char[] buf, int off, int len) - 파일로부터 buf 배열의 off 위치에서부터 len 개수만큼 문자를 읽음
    • void close() - 스트림과 연결된 파일 리소스를 닫음
• FileReader
  • FileReader는 FileInputStream과 마찬가지로 읽으려는 파일이 없으면 FileNotFountException 발생
  • FileReader(String name) - name을 매개변수로 받아 입력 스트림 생성
  • FileReader(File f) - File 클래스 정보를 매개변수로 받아 입력 스트림 생성
• Writer
  • Writer는 문자 단위로 출력하는 스트림 중 최상위 스트림으로 다음 하위 클래스를 주로 사용
  • Writer 하위 클래스
    • FileWriter - 파일에서 문자 단위로 출력하는 스트림 클래스
    • OutputStreamWriter - 파일에 바이트 단위로 출력한 자료를 문자로 변환해주는 보조 스트림
    • BufferedWriter - 문자로 출력할 때 배열을 제공하여 한꺼번에 출력할 수 있는 기능을 제공해 주는 보조 스트림
  • Writer 제공 메소드
    • void write(int c) - 한 문자 출력
    • void write(char[] buf) - buf 배열에 저장된 문자들을 출력
    • void write(char[] buf, int off, int len) - buf 배열에서 off 위치에서 len 개수만큼의 문자들을 출력
    • void write(String str) - str 문자열을 출력
    • void write(String str, int off, int len) - str 문자열에서 off 위치에서 len 개수만큼의 문자들을 출력
    • void flush - 파일에 출력하기 전에 자료가 있는 공간을 비워 출력
    • void close - 파일과 연결된 스트림을 닫음. 출력 버퍼도 비워짐
• FileWriter
  • FileWriter는 FileOutputStream과 마찬가지로 생성자 매개변수로 전달 된 파일이 없으면 파일을 새로 생성
  • FileWriter 생성자
    • FileWriter(String name) - 파일 이름 name을 매개변수로 받아 출력 스트림 생성
    • FileWriter(String name, boolean append) - 파일 이름 name을 매개변수로 받아 출력 스트림 생성. append를 true이면 파일 스트림을 닫고 다시 생성할 때 파일 끝에 이어서 씀, 디폴트는 false
    • FileWriter(File f) - File 클래스 정보를 매개변수로 받아 출력 스트림 생성
    • FileWriter(File f, boolean append) - File 클래스 정보를 매개변수로 받아 출력 스트림 생성. append를 true이면 파일 스트림을 닫고 다시 생성할 때 파일 끝에 이어서 씀, 디폴트는 false
• 보조 스트림
  • 보조 스트림은 말 그대로 보조 기능을 추가하는 스트림
  • Wrapper 스트림이라고도 함
  • 생성자 매개변수로 다른 스트림을 받게 되면 자신이 감싸고 있는 스트림이 읽거나 쓰는 기능을 수행할 때 보조 기능을 추가 한다.
  • FilterInputStream / FilterOutputStream - 보조 스트림의 상위 클래스
    • protected FilterInputStream(InputStream in) - 생성자 매개변수로 InputStream을 받음
    • public FilterOutputStream(OutputStream out) - 생성자 매개변수로 OutputStream을 받음
• InputStreamReader
  • InputStreamReader의 모든 생성자는 InputStream -바이트 단위로 읽어 드리는 스트림 - 을 매개변수로 받음
  • 생성자에서 매개변수로 받은 InputStream이 자료를 읽으면 InputStreamReader가 읽은 바이트 자료를 문자로 변환해 준다
• Buffered스트림
  • Buffered스트림은 내부적으로 8,192바이트 크기의 배열을 가지고 있다.
  • 이미 생성된 스트림에 배열 기능을 추가해 더 빠르게 입출력을 실행할 수 있는 버퍼링 기능을 제공한다.
  • 한 바이트나 한 문자 단위로 처리할 때보다 훨씬 빠르게 처리할 수 있다.
  • 스트림을 생성할 때 매개변수로 받은 스트림을 버퍼링하여 처리하는 기능을 제공한다.
  • Bufferd 스트림 클래스
    • BufferdInputStream - 바이트 단위로 읽은 스트림에 버퍼링 기능을 제공
    • BufferdOutputStream - 바이트 단위로 쓸 스트림에 버퍼링 기능을 제공
    • BufferdReader - 문자 단위로 읽은 스트림에 버퍼링 기능을 제공
    • BufferdWriter - 문자 단위로 쓸 스트림에 버퍼링 기능을 제공
  • BufferdInputStream 생성자
    • BufferdInputStream(InputStream in) - InputStream 클래스를 생성자의 매개변수로 받아 BufferedInputStream 클래스를 생성한다.
    • BufferdInputStream(InputStream in, int size) - InputStream 클래스와 버퍼크기를 생성자의 매개변수로 받아 BufferedInputStream를 생성한다.
• DataInputStream과 DataOutputStream
  • DataInputStream과 DataOutputStream은 메모리에 저장된 상태 그대로 읽고 쓴다, 그래서 자료형의 크기가 그대로 보존 된다
  • DataInputStream/ DataOutputStream 생성자
    • DataInputStream(InputStream in) - InputStream 클래스를 생성자의 매개변수로 받아 DataInputStream 클래스를 생성한다.
    • DataOutputStream(OutputStream out) - OutputStream 클래스를 생성자의 매개변수로 받아 DataOutputStream 클래스를 생성한다.
  • DataInputStream 메소드
    • byte readByte() - 1바이트를 읽어서 반환한다.
    • Boolean readBoolean() - 읽은 자료가 1이 아니면 true, 0이면 false를 반환한다.
    • char readChar() - 한문자를 읽어서 반환한다.
    • short readShort() - 2바이트를 읽어서 정수 값 반환한다.
    • int readInt() - 4바이트를 읽어서 정수 값 반환한다.
    • long readLong() - 8바이트를 읽어서 정수 값 반환한다.
    • float readFloat() - 4바이트를 읽어서 실수 값 반환한다.
    • double readDouble() - 8바이트를 읽어서 실수 값 반환한다.
    • String readUTF() - 수정된 UTF-8 인코딩 기반으로 읽어서 반환한다.
  • DataOutputStream 메소드
    • void writeByte(byte b) - 1바이트를 쓴다.
    • void writeBoolean(boolean v) - 정수 값을 쓴다.
    • void writeChar(char v) - 2바이트를 쓴다.
    • void writeShort(short v) - 2바이트를 쓴다.
    • void writeInt(int v) - 4바이트를 쓴다.
    • void writeLong(long v) - 8바이트를 쓴다.
    • void writeFloat(float v) - 4바이트를 쓴다.
    • void writeDouble(double v) - 8바이트를 쓴다.
    • void writeUTF(String str) - 수정된 UTF-8 인코딩 기반으로 쓴다.
• File
  • File클래스는 파일 개념을 추상화한 클래스
  • 파일에 대한 입출력은 스트림을 사용하고 수행한다.
  • File클래스는 파일 자체의 경로나 정보를 알 수 있고, 파일을 생성할 수 있다.
  • File 생성자
    • File(String pathname) - 파일의 경로를 매개변수로 받아 File 클래스를 생성한다.
• RandomAccessFile
  • 입출력 클래스 중 유일하게 파일 입출력을 동시에 할 수 있는 클래스
  • 지금까지의 스트림은 처음부터 차례로 자료를 읽었지만 RandomAccessFile은 임의의 위치(파일 포인터)로 이동하여 자료를 읽을 수 있다.
  • RandomAccessFile 생성자
    • RandomAccessFile(String file, String mode) - 입출력 할 파일 이름을 문자열로 받고, 입출력 mode를 매개변수로 받음 mode에 읽기전용 ‘r’과 일고 쓰기인 ‘rw’ 사용 가능
    • RandomAccessFile(File file, String mode) - 입출력 할 File 클래스의 객체를 매개변수로 받고, 입출력 mode를 매개변수로 받음 mode에 읽기전용 ‘r’과 일고 쓰기인 ‘rw’ 사용 가능