배열 (Array)

변수와 배열

 

📌 배열이란?

 

▶︎ 배열이 필요한 이유

 

➞ 같은 타입의 변수를 반복해서 선언하고, 사용하는 문제를 해결하고자 사용한다.

// 학생 수가 증가함에 따라 int 변수를 계속해서 추가해야 한다.
int student1 = 90;
int student2 = 80;
int student3 = 70;
int student4 = 60;
int student5 = 50;

// 변수의 이름이 다 다르기에 반복문으로 표현할 수 없다.
System.out.println("학생1 점수: " + student1); 
System.out.println("학생2 점수: " + student2); 
System.out.println("학생3 점수: " + student3); 
System.out.println("학생4 점수: " + student4); 
System.out.println("학생5 점수: " + student5);

// 배열 변수 선언
int[] students;	

// 배열 생성
students = new int[5]; 

// 변수 값 대입
students[0] = 90;
students[1] = 80;
students[2] = 70;
students[3] = 60;
students[4] = 50;

// 변수 값 사용 : 각 변수를 인덱스 번호를 통해 나타낼 수 있다.
System.out.println("학생1 점수: " + students[0]); 
System.out.println("학생2 점수: " + students[1]); 
System.out.println("학생3 점수: " + students[2]); 
System.out.println("학생4 점수: " + students[3]); 
System.out.println("학생5 점수: " + students[4]);

// 반복문으로 표현 가능
for (int i = 0; i < students.length; i++) {
    system.out.println("학생" + (i + 1) + " 점수 : " + students[i]);
}

 

 

▶︎ 배열의 선언과 생성  그리고 초기화

 

① 배열 변수 선언

 

➞ 배열을 다루기 위한 참조변수를 선언하는 것이다.

➞ 배열을 사용하려면 int[] students; 와 같이 배열 변수를 선언해야 한다.

➞ 일반적인 변수와 차이점은 int[] 처럼 타입 다음에 대괄호([ ])가 들어간다.

 

// 1. 배열 변수 선언
int[] students;

 

 

② 배열 생성

 

➞ 실제 저장 공간을 생성하는 것이다.

➞ new int[5] 라고 입력하면 오른쪽 그림과 같이 총 5개의 int 형 변수가 만들어진다.

 

// 2. 배열 생성
students = new int[5];

 

 

③ 배열 초기화

 

➞ 자바는 배열을 생성할 때 그 내부값을 자동으로 초기화한다.

➞ 숫자는 0 , boolean 은 false , String 은 null 로 초기화 된다.

 

 

③ 배열 선언과 동시에 초기화

 

➞ 선언과 초기화를 동시에 하는 경우에는 new int[] 표현이 생략 가능하다.

// 선언과 초기화를 동시에 하는 경우 : new int[] 생략 가능

// 배열 선언 + 초기화
int[] example = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};
int[] example = {1, 2, 3, 4, 5};

// 선언과 초기화를 따로 하는 경우 : new int[] 생략 불가능

// 배열 선언
int[] exampleError;

// 배열 초기화
exampleError = { 1, 2, 3, 4, 5 }; // Error 
exampleError = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };

// 메서드의 매개변수로 사용하는 경우 : new int[] 생략 불가능

// 매개변수에 배열을 선언 없이 초기화해서 집어넣기.
int sum = add(new int[]{1, 2, 3, 4, 5}); // OK
int sum = add({ 1, 2, 3, 4, 5 }); // Error

// int 배열을 매개변수로 받아서 원소의 합을 구하는 메서드
int add(int[] arr) {
    
    int result = 0;
    int len = arr.length;
    
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        result += arr[i];
    }
    return result;
}

 

 

▶︎ 배열 참조값(주소값) 보관

 

➞ 배열을 생성하고 나면, 자바는 메모리 어딘가에 있는 이 배열에 접근할 수 있는 참조값( x001 )을 반환한다.

➞ int[] students 변수는 new int[5] 로 생성한 배열의 참조값을 통해 메모리에 있는 실제 배열에 접근하고 사용한다.

 

// 1. 배열 생성
int[] students = new int[5]; 

// 2. new int[5]의 결과로 x001 참조값 반환
int[] students = x001; 

// 3. 최종 결과
students = x001

// I@4617c264 @앞의 I는 int형 배열을 뜻한다. @뒤에 16진수는 참조값을 뜻한다.
System.out.println(students);

 

 

📌 배열 사용

 

▶︎ 인덱스 (index)

 

➞ 배열의 원소마다의 위치를 나타내는 숫자이다.

➞ 인덱스(index)의 범위 : 0 to ( 배열길이 - 1 )

 

int[] students = new int[5];

// 인덱스 허용 범위를 초과하는 경우
System.out.println(students[5]);

 

 

 

▶︎ 배열에 값 대입

 

➞ 참조값(배열 변수)을 통해서 실제 배열에 접근한다. 

➞ 인덱스를 사용해서 해당 위치의 요소에 접근하여 값을 대입한다.

 

// 1. 배열에 값을 대입
students[0] = 90; 

// 2. 변수에 있는 참조값을 통해 실제 배열에 접근. 
// 3. 인덱스를 사용해서 해당 위치의 요소에 접근하고, 값 대입
x001[0] = 90;

 

 

▶︎ 배열 값 읽기

 

➞ 참조값(배열 변수)을 통해서 실제 배열에 접근한다. 

➞ 인덱스를 사용해서 해당 위치의 요소에 접근하여 값을 읽는다.

 

// 1. 변수 값 읽기.
System.out.println("학생1 점수: " + students[0]);

// 2. 변수에 있는 참조값을 통해 실제 배열에 접근. 
// 3. 인덱스를 사용해서 해당 위치의 요소에 접근.
System.out.println("학생1 점수: " + x001[0]);

// 4. 배열의 값을 읽어옴.
System.out.println("학생1 점수: " + 90);

 

 

▶︎ 배열의 길이(사이즈)

 

➞  해당 배열의 길이(사이즈) 구하기

int[] students = new int[5];

// 배열의 길이 : 5
int arrLength = students.legnth;

 

 

✏️ 이미 생성한 배열에 저장할 공간이 부족한 경우

 

➞ 배열은 한 번 선언되고 나면 길이를 변경할 수 없다.

➞ 더 큰 배열을 새로 생성한 후에, 기존 배열의 데이터를 새로운 배열에 복사해서 사용한다.

 

 

✏️ 배열의 길이를 활용해 모든 요소 출력하기

// 배열의 선언과 생성
int[] students = new int[5]

//변수 값 대입 
students[0] = 90; 
students[1] = 80; 
students[2] = 70; 
students[3] = 60; 
students[4] = 50;

// 배열의 길이
int len = students.length;

// 배열의 길이 활용해 반복문 처리하기
for (int i = 0; i < len; i++) { 
	System.out.println("학생" + (i + 1) + " 점수: " + students[i]); 
}

 

 

✏️ char 배열은 반복문 없이 모든 요소 출력이 가능

 

➞ 다른 타입의 배열의 경우엔 배열의 참조값을 출력하지만, `char`형 배열은 실제 요소값을 바로 출력 가능하다 !

int[] iArr = {1, 2, 3, 4};
char[] chArr = {'a', 'b', 'c'};

// I@14318bb : iArr의 실제 내용이 아닌 메모리 주소 출력
System.out.println(iArr);	

// {a, b, c} : println 메서드가 char 배열일 때만 가능하도록 되어있다.
System.out.println(chArr);	

// {1, 2, 3, 4}
System.out.println(Arrays.toString(iArr));

 

 

▶︎ 배열의 복사

 

① for 반복문 활용

 

➞ 기존 배열의 요소에 하나씩 접근해서 새로운 배열에 일일이 복사해주고

➞ 기존 배열을 가리키던 변수가 새로운 배열을 가리키도록 바꿔주는 방식

int[] arr = new int[5];
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
	arr[i] = i + 1;
}
    
int[] tmp = new int[arr.length*2];
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
	tmp[i] = arr[i];
}

// tmp이 가리키는 배열의 주소값을 arr에 저장.
arr = tmp;

 

 

② System.arraycopy( )

 

➞ System.arraycopy(scr, scrPos, dst, dstPos, len)

    1. src : 복사하고자 하는 배열

    2. srcPos : 원본 배열에서 어느 부분부터 읽어올지에 대한 시작 위치

    3. dst : 복사한 내용을 저장할 배열

    4. dstPos : 원본 배열으로부터 복사본을 받을 때, 어느 부분부터 저장할건지 시작 위치

    5. len : 원본에서 복사본으로 데이터를 읽어서 쓸 데이터 길이

➞ 지정된 범위의 값들을 한 번에 통째로 복사

➞ 하지만, 복사 대상 배열에 기존 배열 사이즈 만큼의 여유 공간이 없으면 에러가 발생

// 1. fromArr[0]부터 fromArr의 길이만큼의 원소를 복사해서,
// 2. toArr[5] 위치부터 하나씩 저장한다.
System.arraycopy(fromArr, 0, toArr, 5, fromArr.length);

 

 

✏️ 기본형(Primitive Type)  VS  참조형(Reference Type)

 

① 기본형(Primitive Type)

 

➞ 사용하는 값을 직접 넣을 수 있는 기본형

➞ 선언과 동시에 크기가 정해진다. 따라서 크기를 동적으로 바꾸거나 할 수는 없다

➞ int, long, double, boolean ...

 

 

② 참조형(Reference Type)

 

➞ 데이터에 접근하기 위한 참조(주소)를 저장하는 데이터 타입

➞ 배열과 같은 참조형은 크기를 동적으로 할당할 수 있다

➞ 뒤에 나올 객체나 클래스를 담을 수 있는 변수들도 모두 참조형이다

 

 

▶︎ String 배열

 

① String 배열의 선언과 생성

 

➞ 다른 자료형( int, char, ... )의 배열 선언과 동일

// 1. 3개의 문자열을 담을 수 있는 배열 생성.
// 2. null로 초기화된다.
String[] name = new String[3];

 

 

② String 배열에 값 대입

 

➞ String은 클래스이므로 new 연산자를 이용해서 객체를 생성해야 한다.

➞ 하지만, 편리를 위해 String 클래스만 큰따옴표( " " )만으로 가능하게 허용한다.

String[] name = new String[3];

name[0] = "Shin"; // name[0] = new String("Shin");
name[1] = "Park"; 
name[2] = "Kim"

 

 

✏️ String 배열은 참조형 배열이다

 

➞ 기본형 배열과 달리 배열에 객체의 주소가 저장된다

 

 

✏️ char배열 vs String클래스

 

➞ char배열에 기능(메서드)가 추가된 것이 String클래스

➞ String객체(문자열)은 값을 변경할 수 없고, 변경되는 것처럼 보여도 사실 새로운 문자열이 생성되어 저장되는 것

➞ 새로운 문자열을 생성하는 것은 메모리 관점에서 낭비.

// str 문자열의 선언과 초기화
String str = "Java17";

// "Java21"이라는 새로운 문자열이 새롭게 생성된 후에 str에 저장된다.
str = "Java21"; 

System.out.println(str); // "Java21"

 

 

📌 2차원 배열

 

➞ 2차원 배열은 말 그대로 1차원 배열에서 하나의 차원이 추가된 것.

 

 

 

▶︎ 2차원 배열의 선언과 생성

int[][] arr = new int[2][3] // arr[row][column]

arr[0][0] = 1; //0행, 0열 
arr[0][1] = 2; //0행, 1열 
arr[0][2] = 3; //0행, 2열 
arr[1][0] = 4; //1행, 0열 
arr[1][1] = 5; //1행, 1열 
arr[1][2] = 6; //1행, 2열

 

 

▶︎ 2차원 배열의 초기화

// 방법 1 : new int[][]
int[][] arr = new int[][] {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};

// 방법 2 : new int[][] 생략
int[][] arr = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}}; // new int[][] 생략 가능

// 방법 3 : 줄 바꿈
int[][] arr = { 
    {1, 2, 3}, 
    {4, 5, 6} 
};

 

 

▶︎ 2차원 배열의 출력

 

①  일반적인  for 반복문

 

➞ 첫 번째 for문은 행(row)을 탐색한다.

➞ 내부에 있는 두 번째 for문은 열(column)을 탐색한다.

// 2x3 2차원 배열 생성.
int[][] arr = new int[2][3]; //행(row), 열(column)

int[][] arr = {
	{1, 2, 3},
	{4, 5, 6} 
};

for (int row = 0; row < arr.length; row++) {
	for (int col = 0; col < arr[row].length; col++) {
		System.out.print(arr[row][col] + " ");
	}
	System.out.println();
}

 

 

② 향상된 for 반복문

int[][] arr = new int[2][3]; //행(row), 열(column)

int[][] arr = {
	{1, 2, 3},
	{4, 5, 6} 
};

int sum = 0; // 모든 요소의 합을 저장할 변수

for (int[] row : arr) {	// arr의 각 요소(1차원 배열 주소)를 row 배열에 넣기.
	for (int column : row) { // row의 각 요소를 column에 넣기.
    	sum += column;
    }
}