1. Java

목차

1. Java의 역사 및 특징
   
2. 객체지향프로그래밍
   
3. Java 기본문법
   

Java의 역사 및 특징

Java

객체지향, 클래스 기반, 플랫폼 독립적 프로그래밍
Write Once Run Anywhere(WORA)
C → C++ → Java

C

1970년대 Dennis Ritchie에 의해 개발
프로그래머 친화적인 structed programming(if/then/else, while, for)→기존 BASIC, COBOL, FORTRAN등의 복잡성 해결
BUT 여전히 프로그램 크기가 커질 때 복잡해지는 문제발생

C++

1979년 Bjarne Stroustrup에 의해 개발
C with Classes → C++
기존언어 + 객체지향프로그래밍 특성
1980s~1990초 객체지향프로그래밍 언어로 널리 사용

💡 C, C++는 코드를 특정 CPU타겟에 맞춰 컴파일필요 → 모든 CPU에 대해 컴파일러를 만들면 개발자에게 많은 비용과 시간을 요구

Java의 등장

• 1991년 James Gosling을 필두로 한 Sun Microsystems*의 연구원들이 개발
  • *2009년 Oracle이 인수
• Oak → java(1995년)
• 플랫폼 독립적(paltform independent)언어로 개발(본래 가전제품 컨트롤러에서 실행되는)
  • 당시에는 가전제품 하드웨어 칩의 성능 이슈로 시기상조
• World Wide Web의 등장으로 중요성 부각: Web에는 다양한 운영체제와 하드웨어가 공존
  • 어느 시스템에서도 실행가능한 프로그램의 필요성 대두
• Web의 발전과 함께 급속도로 퍼짐

Java의 특징

• 이식성(portability) & 보안성(security)
• 인터넷의 발전
  → 다양한 네트워크 시스템
  “네트워크 시스템은 어느 플랫폼에서도 동작하며(이식성), 악성코드의 실행으로부터 안전해야함(보안성)”
• java의 동작원리는 이식성, 보안성을 만족시킴

Java의 동작원리

💡 C, C++코드가 기계어로 컴파일 되는 것과 대비

• java코드는 컴파일 시 중간언어인 바이트코드(bytecode)로 변환
• 자바 가상 머신(Java Virtual Machine, JVM)에서 실행
  • JVM은 자바 런타임 환경(Java Runtime Environment, JRE)의 일부

  

• JRE만 있으면 어느 프로그램이든 실행가능(이식성)

• JVM내에서 실행돼 안전(보안성)→샌드박싱(sandboxing)

  

• JBM은 바이트코드 해석 후 실행이 요구됨 → 낮은 성능 이슈
  → JIT(Just-in-time)컴파일러가 JVM에 포함됨
  → 런타임에 바이트코드를 기계어로 해석하여 실행(유튜브에서 미리 영상로딩하는 것처럼)
• JDK(Java Delvelopment Kit)를 이용해 개발

  • OpenJDK

    Sun Microsystems 에서 2007년 공개한 오픈소스 JDK

    GPL(General Public License)적용

  • Oracle JDK

    Oracle에서 제공하는 JDK

    NFTC(No-Fee Terms and Conditions)라이센스 적용

    

Java applet

• java의 대표적 웹 애플리케이션(JRX를 지원하는 브라우저면 프로그램 실행 가능)
• 브라우저들에게 플러그인 지원을 강제(공인인증서 설치) →2017년 Java9부터 퇴출됨

Java servlet

• 데이터베이스 등과 연동하여 클라이언트 요청처리
• JRE를 지원하는 모든 서버에서 실행가능

Java 릴리즈 히스토리

• Java 1.4 까지는 J2SE(Java 2 Platform Standard Edition)로 명칭
• Java 1.5부터 대규모 업데이트(제네릭, 어노테이션, 오토박싱, 열거형, for-each 등)
  → Java 5로 개명

• Java10부터 6개월 단위로 업데이트

  

Java Buzzwords

간단함(simple) 프로그래머 친화적

견고함(robust) 메모리 오류로부터 안전

멀티쓰레드 지원(multithreaded) 병렬처리 구현이 쉬움

고성능(high-performance) JIT컴파일러로 성능 최적화

분산(distributed) 분산 네트워크 환경에 친화적

객체지향적(object-oriented) C++보다 더 객체지향적

객체지향프로그래밍

프로그래밍 패러다임

• program=code+data
• process-oriented(절차지향)
  • 코드를 중심으로 하는 프로그래밍 기법
  • 프로그램의 크기가 커질수록 복잡해지고 확장이 어려움
• object-oriented(객체지향)
  • 데이터를 중심으로 하는 프로그래밍 기법
  • 절차지향에 비해 더 직관적

Abstraction(추상화)

• 모든것을 object화하여 복잡성 해결
• Java는 3가지 원리에 기반해 달성

3가지 원리

encapsulation(캡슐화)

• 관련 데이터와 코드를 하나로 묶어 외부로부터 은닉
  • 외부에서 임의로 접근하지 못하도록 보호
• interface를 통해서만 제어가능
  • ex) 리모콘 조작을 위해 사용자는 버튼 이용
• 구현이 달라도 사용자에게 동일 인터페이스 제공
• Java는 class단위로 캡슐화
  • 오브젝트의 데이터와 코드를 정의한 설계도
  • 코드를 method단위로 묶고 접근자를 설정하여 은닉

inheritance(상속)

• 한 오브젝트가 다른 오브젝트의 특징을 물려받는 것
• 상속으로 계층적구조정의
• 부모-자식 클래스 관계 or 상위-하위 클래스
  • 자식 클래스는 부모 클래스의 특징 물려받음

polymorphism(다형성)

• 동일한 인터페이스가 서로 다른 클래스에서 동작하도록 적용
• 행위는 동일 but 입력 데이터에 따라 action달라짐
• 정수형, 실수형, 문자형 stack 구현할 때
• C의 경우
  • 각 타입 별로 구현 후 개별 인터페이스 정의 필요
• Java의 경우
  • 구현 후 공통적인 인터페이스를 통해 사용
  • 데이터에 따라 적용할 구현체를 JIT컴파일러가 알아서 선택

Java 기본문법

EX1

1
2
3
4
5
6
7
8
9
/* 
	This is a simple Java progrma.
	Call this file "Example.java".
*/
//Your program begins with a call to main().
	
public static void main(String [] args) {
	System.out.println("This is a simple Java program.");
}

주석

주석(comment)

• 프로그램에 대한 설명 기록
• 컴파일 대상에서 제외됨

public static void main(String [] args) {

class

class *className* { … }

• 자바 소스파일은 하나 이상의 클래스를 포한
• 모든 코드는 클래스 내부에서 정의

main()

• Java 프로그램이 시작되는 곳

public

• 접근제어자(access modifier)를 의미, 클래스 멤버의 접근성 결정

💡 className도 인자

String[] args

• main()메서의 인자(argument)
• String class의 배열 array이며 커맨드라인의 인자를 받음

System.out.println(…);

println()

• Java 문자열의 출력 표준 메서드
• 문자열 출력 후 행 변경(newline)

System.out

• System은 JVM이 실행되는 시스템을 의미하는 built-in 클래스
• out은 출력 스트림

;

• 실행문(statement)은 세미콜론으로 끝남

EX2

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
/*
Here is another short example.
Call this file "Example2.java".
*/
class Example2 {
	public static void main(String[] args) {
		int num; // this declares a variable called num
		num = 100; // this assigns num the value 100
		System.out.println("This is num: " + num);
		num = num * 2;
		System.out.print("The value of num * 2 is ");
		System.out.println(num);
	}
}

변수(variable)

type *variableName*

• 프로그램 실행 중 임시로 값을 저장하는 역할

System.out.println("This is num: " + num);

• 문자열에 num변수 값을 추가( + 기호)

print()

• println과 다르게 행변경을 하지 않음

EX3

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
class IfSample {
	public static void main(String[] args) {
		int x, y;
		x = 10;
		y = 20;
		if(x < y) System.out.println("x is less than y");
		x = x * 2;
		if(x == y) System.out.println("x now equal to y");
		x = x * 2;
		if(x > y) System.out.println("x now greater than y");
		// this won't display anything
		if(x == y) System.out.println("you won't see this");
	}
}

If문

if(조건문)실행문;

• 조건문 만족→실행문 트리거

EX4

1
2
3
4
5
6
7
class ForTest {
	public static void main(String[] args) {
		int x;
		for(x = 0; x < 10; x = x + 1)
		System.out.println("This is x: " + x);
	}
}

for문

for(초기식;조건식;증감식)

• 초기식(initialization)

  제어문 변수의 값을 초기화

  초기 C에서는 정의와 동시에 초기화 안됐지만 java는 첨부터 됨

• 조건식(condition)

  매 루프마다 조건식 평가

  True일 경우 실행문 실행

• 증감식(iteration)

  제어문 변수를 어떻게 변경할 것인지 명시

  대개 증감연산자(increment/decrement operator)를 이용

EX5

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
class BlockTest {
	public static void main(String[] args) {
		int x, y;
		y = 20;
		// the target of this loop is a block
		for(x = 0; x<10; x++) {
			System.out.println("This is x: " + x);
			System.out.println("This is y: " + y);
			y = y - 2;
		}
	}
}

코드블록(code blocks)

• C/C++처럼 코드블록 허용
• for/if/while문 등에서 사용

공백문자(whitespace)

• Java는 자유형식언어(free-form language)
  • Python 등과 같이 들여쓰기(indent)불필요 (한 줄로 써도 됨 → ; 로 구분)

• 키워드와 식별자 간에 임의의 공백문자*만 필요

  *스페이스, 탭, 개행문자 등 (Class Example { … })

식별자(identifier)

• 클래스, 변수, 메서드의 이름
• 식별자 규칙
  • 문자, 언더바(_), $로 시작

  💡 언더바보다는 문자를 선호

  • 대소문자 구분
  • +, - 등 연산자 포함 금지
  • Java키워드 사용금지
  • 길이 무제한
• AvgTemp, count, a4, this_ok
• 2count, high-temp, Not/ok

키워드(keyword)

• java는 67개의 키워드를 정의

  

Java클래스 라이브러리

• 대부분의 Java프로그램은 여러 표준 클래스 사용
• EX의 println(), print() 은 빌트인 메서드
  • System.out을 통해 사용가능
  • System은 Java프로그램에 자동으로 포함되는 표준 클래스