[Java Basic] 4. 조건문 & 반복문

1. 제어문

프로그램의 실행 흐름을 개발자가 원하는 방향으로 실행할 수 있도록 해주는 구문을 의미하며, 조건문과 반복문이 이에 속한다. 주로 조건식과 중괄호로 구성이 되는데 조건식의 연산 결과에 따라 블록 내부의 실행 여부가 결정된다.

2. 조건문

2.1 if - else 문

조건식의 결과에 따라 수행문이 실행되는 조건문이며, 조건식에는 true 혹은 false 값을 산출할 수 있는 연산식이나, boolean 변수가 올 수 있다.

▶ 형식

if (조건식) 
{
	 수행문;
}  
else if (조건식)
{
	 수행문;
}	  
else 
{
	 수행문;
}

 

이 때, 중간의 else if 는 조건이 여러 개이면서, if 에 속한 조건은 만족하지않을 경우에 사용한다. 또한 중괄호 블록은 여러 개의 실행문을 하나로 묶기 위해서 사용하는 것이기 때문에, 만약 조건식에 대한 실행할 문장이 1개라면 생략 가능하다. 하지만 코드의 가독성이 좋지 않고, 버그 발생의 원인이 될 수 있기 때문에 , 중괄호 블록을 작성하면서 코딩하는 것이 좋다. 간단한 코드 구현해봄으로써 if-else 조건문 흐름을 확인해보자.

public class ConditionIf {
	public static void main(String[] args) 
	{
		String gender = "F";
		
		// if-else 조건문
		if(gender == "F")
		{
			System.out.println("여성입니다.");
		}
		else 
		{
			System.out.println("잘못된 성별입니다.");
		}
		
		int age = 10;
		int charge = 0;
		
		if(age < 8)
		{
			charge = 1000;
		}
		else if (age < 14)
		{
			charge = 1500;
		}
		else if (age < 20)
		{
			charge = 2000;
		}
		else 
		{
			charge = 3000;
		}
		
		System.out.println("나이 " + age);
		System.out.println("요금 " + charge);
}

 

2.2 switch - case 문

결과값에 따라 경우를 나눠 실행문이 실행되는 조건문으로, 변수가 어떤 값을 갖느냐에 따라 실행문을 선택한다고 볼 수 있다.

▶ 형식

switch (조건식)
{
    case 조건값:	수행문; break;	// break : 해당부분에서 수행을 중지하겠다는 지시어  
	...
	default: 	수행문; 	// 기본값, 삭제 가능 
}

 

앞서 본 if-else 문의 경우 조건식의 결과가 true, false 2가지만 존재하기 때문에 경우가 많아지게 되면, 코드 자체가 길어지고 복잡해질 가능성이 있다. 그에 비해, switch 문은 변수값에 따라 실행문을 나누기 때문에 if-else 문 보다는 간결하다.
또한 모든 case에 해당되지 않는 경우에는 default에 선언된 실행문을 수행하는 특징을 갖고 있다. 하지만, 만약 하나의 case 가 끝났음에도 break를 해주지 않는다면, 다음 케이스가 연달아 실행되며, 실행은 해당 실행문이 속한 case 값과는 별개로 수행됨을 알아두길 바란다.

public class ConditionSwitch {
    public static void main(String[] args) 
	{
		String gender = "F";
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		
		System.out.print("성별을 입력하시오: ");
		gender = sc.next();
		
       //switch - case 조건문
		switch(gender) 
		{
			case "F" : System.out.println("여자입니다."); break;
			case "M" : System.out.println("남자입니다."); break;
		}
	}
}

 

3. 반복문

어떤 작업(코드)들이 반복적으로 실행되도록 할 때 사용하며, 반복문에는 for, while, do-while 문이 존재한다.

3.1 while & do-while 문

먼저, while 은 조건문을 만족하는 경우 계속 반복적으로 수행하기 때문에 조건식에는 주로 비교 혹은 논리연산식이 온다. 만약, 조건식의 결과가 false 일 경우 반복 행위를 멈추고 while문을 종료한다. 또한 조건식 부분에 true 라고 입력할 경우 무한 루프에 빠질 수 있다. 따라서 적절하게 무한 루프를 빠져나갈 수 있는 코드를 마련해주는 것이 좋다.

▶ 형식

while(조건식) {
    실행문;
}

 

간단하게 while 문으로 숫자 1~10까지를 더하는 프로그램을 만들어보고 수행시켜보자

public class LoopWhile {
    public static void main(String[] args) 
	{
		
		int a = 1;
		int b = 0;

		// 1. while 문
		// - 형식: while(조건식)
		// - 조건식 부분에 True를 입력 시, 무한루프가 됨
		while(a <= 10)
		{
			b += a;
			System.out.print("a : " + a + "\t");
			System.out.println("b : " + b);
			a++;	
		}
}

 

다음으로 do-while 은 무조건 한번의 반복문 내 코드를 수행하고 조건이 맞다면 반복적으로 수행하는 while 문이라고 이해하면 된다. 주로 실행문을 실행하고 난 후에 반복을 시킬 지 결정하는 경우에 활용하면 좋다. 작성 시 주의 사항으로 while문 다음에는 반드시 세미콜론(;)을 붙여줘야한다. 아래 형식에도 나와있지만 while 문이 해당 구문의 끝이기 때문에 반드시 붙여줘야한다.

▶ 형식

do {
    실행문;
}while(조건식);

 

앞서 구현한 1~10까지의 합을 구하는 프로그램을 do-while 문으로 구현해보자.

public class LoopWhile {
    public static void main(String[] args) 
	{
		
		int a = 1;
		int b = 0;

		// 2. do-while 문
		do
		{
			b += a;
			System.out.print("a : " + a + "\t");
			System.out.println("b : " + b);
			a++;
		} while(a <= 10);
    }
}

 

3.2 for문

앞서 본 while, do-while 문과 달리 특정 횟수만큼 반복을 수행할 경우에 사용되는 반복문이다. 특정횟수만 수행하기 때문에 형식 역시 while 문과 많이 다르다.

▶ 형식

for(초기화식; 조건식; 증감식) {
    실행문;
}

 

각각의 역할들을 살펴보자. 먼저 초기화 식은 조건식, 실행문, 증감식에서 사용할 변수를 초기화하는 역할을 한다. 만약 초기화가 필요없다면 생략 가능하다. 조건식은 반복을 while 이나 do-while 문에서 처럼 반복을 하기 위한 조건을 작성한다. 마지막으로 증감식은 초기화식에 사용된 변수를 숫자만큼 증감시켜주는 식을 의미한다. 추가적으로 식을 2개 이상 작성하는 경우 콤마(,)를 사용해 구분할 수 있으니, 필요에 따라 추가해주면 될 것이다.
초기화식 작성 시 주의 사항으로는 루프 카운트를 선언할 때, 반드시 부동 소수점 타입을 사용해야한다. 예시로 아래와 같은 코드가 있다고 가정해보자.

public class ForFloatCounterExample {
    public static void main(String[] args) 
    {
        for(float x = 0.1f; x <= 1.0f; x += 0.1f)
        {
            System.out.println(x);
        }
    }
}

 

결론부터 이야기하자면 9번만 실행된다. 이론적으로는 10번을 돌아야 맞지만, 그렇지 않은 이유는 0.1을 float 타입으로 정확하게 표현할 수 없기 때문에 x 에 더해지는 실제값이 0.1보다 약간 큰 값이 더해지게된다. 실제로 실행해보면 아래와 같다.

[실행 결과]

이는 float, double 형 타입의 값이 실제 값이 아닌 근사치를 계산하였기 때문에 위와같은 문제가 발생한 것이라고 볼 수 있다. 따라서 이러한 이유로 for문에서는 식에 절대 부동소수점 타입의 변수를 사용하지 않는다. 이제 for문을 사용해 앞서 살펴본 1~10까지의 합을 계산하는 프로그램을 구현해보자.

public class LoopFor {
    public static void main(String[] args) 
	{
		
		int a = 1;
		int b = 0;

		// 3. for문
		for(int i = 0; i < 10; i++) 
		{
			b += a;
			System.out.print("a : " + a + "\t");
			System.out.println("b : " + b);
			a++;
		}
    }
}

 

3.3 중첩 반복문(Nested Loop)

중첩 반복문은 말 그대로 반복문이 이중, 3중으로 중첩되어 구현되는 형태를 말한다. 동작과정은 먼저 내부에 있는 반복문이 먼저 실행되고, 종료 시에 외부 반복문의 증감식이 동작하고 다시 내부의 반복문이 동작하는 식으로 반복된다.

▶ 형식

for(초기화식; 조건식; 증감식) {  --- 2
    for(초기화식; 조건식; 증감식) {  --- 1
        실행문;
    }
}

 

4. Break & Continue

4.1 Break

break 문은 반복문에 대해 실행 중지를 할 경우에 사용된다. 이전에 조건문에서 switch 문을 볼 때 잠깐 언급됬었으며, 마찬가지로 해당 case를 만족할 때 실행문을 수행한 후 switch 문을 종료하기 위한 용도로 사용됬었다.

4.2 Continue

break 문과 달리 continue 문은 해당 반복을 중지하고 다음 반복으로 넘어가도록 하는 기능이다. 주로 특정 조건을 만족하게 되면 이 후 내용을 skip 하는 용도로 많이 사용되며, 반복문내에서 조건문과 함께 사용되는 경우가 많다.

public class BreakNContinue_ex08 {
	public static void main(String[] args) 
	{
		int sum = 0;
		int num = 0;
		
		// 1. break 문
		for(num = 1; ; num++)
		{
			sum += num;	
			if (sum >= 100)
				break;
			
			else if(num%3==0)
				System.out.println(num);
			
		}
		
		System.out.println("---------------res-----------------");
		System.out.println(sum);
		System.out.println(num);
		System.out.println("------------------------------------------");

		// 2. continue 문
		num = 0; sum = 0;
		
		for(num = 2; num <= 9; num++)
		{
			if(num%2 == 1)
				continue;
			else
			{
				for(int i = 1; i <= 9; i++)
					System.out.println(num + " * " + i + " = " + (num*i) );
			}
			System.out.println("------------------------------------------");
				
		}
	}

}

 

위의 예제를 통해서도 알 수 있듯이, 둘 다 특정조건을 만족하는 경우에 사용되기 때문에 주로 조건문과 함께 사용되는 경우가 많으며, break 문은 해당 조건을 만족 시, 반복문을 종료하는 용도로, continue 문은 이하 내용을 skip하는 용도로 사용됨을 확인할 수 있다.

4. 실습 : Quiz

이번 장에서는 특별하게 퀴즈를 준비해봤다. 총 3개의 퀴즈이며, 동일한 결과가 나온다면 성공했다고 볼 수 있다. 추가적으로 값에 대한 입력과 2개이상의 값을 입력하는 경우 다음과 같이 사용할 수 있다.

[사용자 입력을 받는 경우]
import java.util.Scanner;
....
public class A {
    public static void main(String[] args) 
    {
        int a = 0;
        int b = 0;
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        ...
        String input = sc.nextLine();
        a = Integer.parseInt(input.split(" ")[0]);
        b = Integer.parseInt(input.split(" ")[1]);
        ...
    }
}

 

Quiz 1. 연산자와 두 수를 변수로 선언한 후 사칙연산이 수행되는 프로그램을 만드시오. (if-else / switch-case 모두 구현)
[결과]

 

Quiz 2. 다이아몬드를 출력하시오.
[결과]

Quiz 3. 구구단을 다음과 같이 출력하시오.
[결과]

 

결과가 궁금한 분들은 댓글 혹은 개인적으로 연락해주시면 됩니다 :)