[자바의 정석 연습문제] 3. 연산자

[3-1] 다음 연산의 결과를 적으시오.

 

[연습문제]/ch3/Exercise3_1.java

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class Exercise3_1 {     public static void main(String[] args) {         int x = 2;         int y = 5;         char c = 'A'; // 'A'의 문자코드는 65                  System.out.println(1 + x << 33);         System.out.println(y >= 5 || x < 0 && x > 2);         System.out.println(y += 10 - x++);         System.out.println(x += 2);         System.out.println(!('A' <= c && c <= 'Z'));         System.out.println('C' - c);         System.out.println('5' - '0');         System.out.println(c + 1);         System.out.println(++c);         System.out.println(c++);         System.out.println(c);     } } Colored by Color Scripter

cs

▫ 복습 시 포인트

- 쉬프트 연산에 대한 이해 필요

- &&, || 우선순위 이해 필요

▪ 작성 답안

0

false

8

5

false

2

5

66

66

66

67

 

 

 

 

 

 

▪ 정답

6

true

13

5

false

2

5

66

B

B

C

 

[해설]

System.out.println(1 + x << 33);

'1 + x << 33'는 x의 값이 2이므로 '1 + 2 << 33'가 된다. 덧셈연산자(+)보다 쉬프트연산자(<<)가 우선순위가 낮으므로 '3 << 33'이 된다. int는 32 bit이므로 33번 쉬프트 하지 않고 1번만 쉬프트 한다. '3 << 1'은 3에 ‘2의 1제곱’인 2를 곱하는 것과 같은 결과를 얻으므로 '3 * 2'가 되어 결국 6을 얻는다.

 

System.out.println(y >= 5 || x < 0 && x > 2);

x의 값이 2이고, y의 값이 5이므로 위의 식은 'true || false && false'가 된다. 논리연산자 'and(&&)'는 'or(||)'보다 우선순위가 높기 때문에 'false && false'가 먼저 연산되어 'true || false'가 되고 최종결과는 true가 된다.

 

System.out.println(y += 10 - x++);

'y += 10 - x++'를 풀어쓰면, 'y = y + (10 - x++)'이 된다. x++은 후위형이기 때문에 x의 값이 증가되지 않은 상태에서 (10 - x)는 계산되고 x의 값은 1증가된다. 그래서 (10 - 2)로 계산이 되고 x의 값은 1증가하여 3이 된다. y의 값은 5이므로 식은 'y = 5 + (10 - 2)'가 되어 y에 13이 저장된다.

 

System.out.println(x+=2);

'x+=2'는 'x=x+2'와 같다. 이전의 식에서 x의 값이 1증가하였으므로 이제 x의 값은 3이다. 3에 2를 더했으므로 결과는 5가 된다.

 

System.out.println( !('A' <= c && c <='Z') );

!('A' <= c && c <='Z')는 문자 c가 대문자가 아닌지를 확인하는 조건식이다. 먼저 괄호 안의 'A' <= c && c <='Z'가 먼저 계산되고 마지막에 이 계산결과가 논리부정연산자(!)에 의해 반대(true ↔ false)로 바뀐다. c가 'A'이므로 'A' <= 'A' && 'A' <='Z'가 되고 양쪽의 조건식이 true이므로 'true && true'의 결과인 true를 얻게 된다. 이 결과에 논리부정연산(!)을 수행하니까 true가 false로 바뀌어 최종결과는 false가 된다.

 

System.out.println('C'-c);

이항연산자는 피연산자가 int보다 작은 타입(byte, short, char)인 경우 int로 변환한 다음에 연산을 수행한다. c의 값이 'A'이므로 'C'-c는 ‘C'-'A'가 되고 'C'와 'A'는 int로 변환되어 '67 - 65'가 되고 최종결과는 2가 된다.

 

System.out.println('5'-'0');

'5'-'0'도 위와 같은 이유로 '53 - 48'이 되어 5를 결과로 얻는다.

 

System.out.println(c+1);

c+1은 c의 값이 'A'이므로 'A'+1이 되고, 이항연산자의 성질(int보다 작은 타입은 int로 변환후 연산)때문에 'A'는 문자코드 값인 65로 변환되어 '65 + 1'을 수행하여 66을 결과로 얻는다. 단지 변수 c에 저장된 값을 읽어서 수식을 계산한 것이므로 변수 c의 저장된 값에는 아무런 변화가 없다.

 

System.out.println(++c);

단항연산자인'++'은 이항연산자와 달리 int보다 작은 타입도 형변환을 하지 않는다.(이항연산자는 연산을 위해 ‘피연산자 스택(operand stack)’을 사용하는데 이 과정에서 형변환이 발생하는 것이다. 반면에 단항연산자인 증가연산자'++'은 ‘피연산자 스택’을 사용하지 않으므로 형변환도 발생하지 않는다.) 그래서 println은 변수 c를 숫자(int)로 출력하는 것이 아니라 문자로 출력한다. 변수 c에 저장된 문자가 'A'(실제로 저장된 것은 'A'

의 문자코드인 65)이므로 문자코드의 값이 1증가되어 66('B'의 문자코드)이 변수 c에 저장된다.

변수 c에 저장된 것은 문자코드, 즉 정수값이다. println은 이 값을 타입에 따라 어떻게 출력할지를 결정한다. 만일 문자타입이면 저장된 값(문자코드)에 해당하는 문자를 출력하고 숫자라면 숫자로 출력한다.

 

System.out.println(c++);

단항연산자'++'이 후위형인 경우에는 println()에 의해서 변수 c가 출력된 후에 c에 저장된 값이 증가하므로 문자 'B'가 출력된 후에 변수 c의 값이 1증가해서 문자 'C'가 저장된다.

 

 

[3-2] 아래의 코드는 사과를 담는데 필요한 바구니(버켓)의 수를 구하는 코드이다. 만일 사과의 수가 123개이고 하나의 바구니에는 10개의 사과를 담을 수 있다면, 13개의 바구니가 필요할 것이다. (1)에 알맞은 코드를 넣으시오.

 

[연습문제]/ch3/Exercise3_2.java

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class Exercise3_2 {     public static void main(String[] args) {         int numOfApples = 123; // 사과의 개수         int sizeOfBucket = 10; // 바구니의 크기(바구니에 담을 수 있는 사과의 개수)         int numOfBucket = ( /* (1) */ ); // 모든 사과를 담는데 필요한 바구니의 수           System.out.println("필요한 바구니의 수 :"+numOfBucket);     } } Colored by Color Scripter

cs

 

[실행결과]

13

 

▪ 작성 답안

numOfApples % sizeOfBucket > 0 ? numOfApples / sizeOfBucket + 1 : numOfApples / sizeOfBucket

 

 

 

 

 

▪ 정답

numOfApples/sizeOfBucket + (numOfApples%sizeOfBucket > 0 ? 1 : 0)

 

[해설]

사과의 개수(numOfApples)를 바구니의 크기(sizeOfBucket)으로 나눗셈연산(/)을 하면 사과를 담는데 필요한 바구니의 수(numOfBucket)를 구할 수 있다. 정수간의 나눗셈 연산의 특징은 반올림을 하지 않고 버림을 한다는 것이다. 예를 들어 125/10의 결과는 13이 아니라 12가 된다. 게다가 int와 int간의 이항연산결과는 int이기 때문에, 12.5와 같은 실수 값 결과가 나오지 않는다.

그리고 사과의 개수(numOfApples)를 바구니의 크기(sizeOfBucket)으로 나눴을 때 나머지가 있으면 하나의 바구니가 더 필요하다. 그래서 나머지 연산자(%)를 이용해서 나눗셈연산에서 나머지가 발생하는지 확인해서, 나머지가 발생하면 바구니의 개수(numOfBucket)에1을 더해줘야 한다.

 

 

[3-3] 아래는 변수 num의 값에 따라 ‘양수’, ‘음수’, ‘0’을 출력하는 코드이다. 삼항 연산자를 이용해서 (1)에 알맞은 코드를 넣으시오. [Hint] 삼항 연산자를 두 번 사용하라.

 

[연습문제]/ch3/Exercise3_3.java

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class Exercise3_3 {     public static void main(String[] args) {         int num = 10;         System.out.println( /* (1) */ );     } } Colored by Color Scripter

cs

 

[실행결과]

양수

 

▪ 작성 답안

num >= 0 ? num > 0 ? “양수” : “0” : “음수”

 

 

 

 

 

▪ 정답

num > 0 ? "양수":(num < 0 ? "음수" : "0")

 

[해설]

삼항연산자를 사용하면 2가지 경우의 수를 처리할 수 있다. 삼항연산자에 삼항연산자를 포함시키면 3가지 경우의 수를 처리할 수 있다. num의 값이 0보다 크면, '양수'를 출력하고 끝나지만, num의 값이 0보다 작거나 같으면 괄호안의 삼항연산자가 수행된다. 여기서 num의 값이 0보다 작으면 '음수'가 출력되고, 그렇지 않으면(num의 값이 0이면) '0'이 출력된다.

 

[3-4] 아래는 변수 num의 값 중에서 백의 자리 이하를 버리는 코드이다. 만일 변수 num의 값이 ‘456’이라면 ‘400’이 되고, ‘111’이라면 ‘100’이 된다. (1)에 알맞은 코드를 넣으시오.

 

[연습문제]/ch3/Exercise3_4.java

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class Exercise3_4 {     public static void main(String[] args) {         int num = 456;         System.out.println( /* (1) */ );     } } Colored by Color Scripter

cs

 

[실행결과]

400

 

▪ 작성 답안

(num / 100) * 100

 

 

 

 

 

▪ 정답

num/100*100

 

[해설]

앞의 문제에서도 설명했듯이, 나눗셈연산자는 반올림을 하지 않고 버림을 한다. 이 성질을 이용한 문제이다.

 

[3-5] 아래는 변수 num의 값 중에서 일의 자리를 1로 바꾸는 코드이다. 만일 변수 num의 값이 333이라면 331이 되고, 777이라면 771이 된다. (1)에 알맞은 코드를 넣으시오.

 

[연습문제]/ch3/Exercise3_5.java

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class Exercise3_5 {     public static void main(String[] args) {         int num = 333;         System.out.println( /* (1) */ );     } } Colored by Color Scripter

cs

 

[실행결과]

331

 

▪ 작성 답안

((num / 10) * 10) + 1

 

 

 

 

 

▪ 정답

num/10*10+1

 

[해설]

앞의 문제를 약간 더 응용한 문제이다. 이미 다 설명한 내용이므로 자세한 설명은 생략한다.

 

[3-6] 아래는 변수 num의 값보다 크면서도 가장 가까운 10의 배수에서 변수 num의 값을 뺀 나머지를 구하는 코드이다. 예를 들어, 24의 크면서도 가장 가까운 10의 배수는 30이다. 19의 경우 20이고, 81의 경우 90이 된다. 30에서 24를 뺀 나머지는 6이기 때문에 변수 num의 값이 24라면 6을 결과로 얻어야 한다. (1)에 알맞은 코드를 넣으시오. [Hint] 나머지 연산자를 사용하라.

 

[연습문제]/ch3/Exercise3_6.java

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class Exercise3_6 {     public static void main(String[] args) {         int num = 24;         System.out.println( /* (1) */ );     } } Colored by Color Scripter

cs

 

[실행 결과]

6

▫ 복습 시 포인트

- 단순한 방식도 생각

▪ 작성 답안

num % 10 > 0 ? (((num / 10) + 1) * 10) – (num % 10) : (((num / 10) + 1) * 10) – 10

 

 

 

 

 

▪ 정답

10 - num%10

 

[해설]

고민을 좀 해봐야하는 문제인데 답을 보고나면 너무 간단해서 허탈할 지도 모르겠다. 이 문제를 풀기위해 여러 연산자를 놓고 고민을 해보는 것에 의미가 있다고 생각해서 넣게 되었다. 다른 정답으로는 '(num/10+1)*10 - num'이 있다.

 

[3-7] 아래는 화씨(Fahrenheit)를 섭씨(Celcius)로 변환하는 코드이다. 변환공식이 'C = 5/9 ×(F - 32)'라고 할 때, (1)에 알맞은 코드를 넣으시오. 단, 변환 결과값은 소수점 셋째 자리에서 반올림해야 한다. (Math.round()를 사용하지 않고 처리할 것)

 

[연습문제]/ch3/Exercise3_7.java

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class Exercise3_7 {     public static void main(String[] args) {         int fahrenheit = 100;         float celcius = ( /* (1) */ );         System.out.println("Fahrenheit:"+fahrenheit);         System.out.println("Celcius:"+celcius);     } } Colored by Color Scripter

cs

[실행결과]

Fahrenheit:100

Celcius:37.78

▫ 복습 시 포인트

- float와 산수로만 풀이

▪ 작성 답안

String.format(“%.3f”, (5 / 9) * (fahrenheit - 32))

 

 

 

 

 

▪ 정답

(int)((5/9f * (fahrenheit - 32))*100 + 0.5) / 100f

 

[해설]

먼저 화씨를 섭씨로 바꾸는 공식은 '5/9f * (fahrenheit - 32)'이다. 5/9의 결과는 0이기 때문에 두 피연산자 중 어느 한 쪽을 반드시 float나 double로 해야만 실수형태의 결과를 얻을 수 있다. 그래서 정수형 리터럴인 9대신 float타입의 리터럴인 9f를 사용하였다. 소수점 셋째자리에서 반올림을 하려면 다음의 과정을 거쳐야한다.

1. 값에 100을 곱한다.

37.77778 * 100

 

2. 1의 결과에 0.5를 더한다.

3777.778 + 0.5 → 3778.278

 

3. 2의 결과를 int타입으로 변환한다.

(int)3778,278 → 3778

 

4. 3의 결과를 100f로 나눈다.(100으로 나누면 소수점 아래의 값을 잃는다.)

3778 / 100f → 37.78

 

 

[3-8] 아래 코드의 문제점을 수정해서 실행결과와 같은 결과를 얻도록 하시오.

 

[연습문제]/ch3/Exercise3_8.java

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class Exercise3_8 {     public static void main(String[] args) {         byte a = 10;         byte b = 20;         byte c = a + b;         char ch = 'A';         ch = ch + 2;         float f = 3 / 2;         long l = 3000 * 3000 * 3000;         float f2 = 0.1f;         double d = 0.1;         boolean result = d == f2;         System.out.println("c=" + c);         System.out.println("ch=" + ch);         System.out.println("f=" + f);         System.out.println("l=" + l);         System.out.println("result=" + result);     } } Colored by Color Scripter

cs

 

[실행결과]

c=30

ch=C

f=1.5

l=27000000000

result=true

▫ 복습 시 포인트

- 리터럴 표시

▪ 작성 답안

byte c = a + b   ->        byte c = (byte) (a + b);

ch = ch + 2       ->        ch = (char) (ch + 2);

float f = 3 / 2    ->        float f = (float) (3 / 2);

long l = 3000 * 3000 * 3000        ->        long l = (long) (3000 * 3000 * 3000);

boolean result = d == f2            ->        boolean result = d == (double) f2;

 

 

 

 

▪ 정답

byte c = a + b;  →        byte c = (byte)(a + b);

ch = ch + 2;      →        ch = (char)(ch + 2);

float f = 3 / 2;   →        float f = 3 / 2f;

long l = 3000 * 3000 * 3000;     →        long l = 3000 * 3000 * 3000L;

boolean result = d==f2;            →        boolean result = (float)d==f2;

 

[해설]

이항연산은 두 피연산자의 타입을 일치시킨 후 연산을 수행한다는 것, 그리고 int보다 작은 타입은 int로 자동 변환한다는 것은 반드시 기억하고 있어야 하는 중요한 내용이다.

 

byte c = a + b; → byte c = (byte)(a + b);

변수 a와 b는 모두 byte타입이므로 이항연산인 덧셈연산을 하기 전에 int타입으로 자동 형변환된다. int와 int의 덧셈이므로 연산결과는 int가 된다. int타입의 값(4 byte)을 byte타입의 변수(1 byte)에 담아야 하므로 형변환을 해주어야 한다.

 

ch = ch + 2; → ch = (char)(ch + 2);

이것도 이전의 경우와 마찬가지이다. char타입이 덧셈연산의 과정을 거치면서 int타입으로 변환되므로 char타입의 변수에 저장하기 위해서는 char타입으로 형변환을 해주어야한다.

 

float f = 3 / 2; → float f = 3 / 2f;

int와 int의 연산결과는 int이기 때문에 3/2의 결과는 1이 된다. 연산결과를 실수로 얻고 싶으면, 적어도 두 피연산자 중 한 쪽이 실수타입(float와 double중의 하나)이어야 한다.

 

long l = 3000 * 3000 * 3000; → long l = 3000 * 3000 * 3000L;

int*int*int의 결과는 int이므로 int타입의 최대값인 약 2*10의 9제곱을 넘는 결과는 오버플로우가 발생하여 예상한 것과는 다른 값을 얻는다. 그래서 피연산자 중 적어도 한 값은 long타입이어야 최종결과를 long타입의 값으로 얻기 때문에 long타입의 접미사 'L'을 붙여서 long타입의 리터럴로 만들어줘야 한다.

 

boolean result = d==f2; → boolean result = (float)d==f2;

비교연산자도 이항연산자이므로 연산 시에 두 피연산자의 타입을 맞추기 위해 형변환이 발생한다. 그래서 double과 float의 연산은 double과 double의 연산으로 자동형변환 되는데, 실수는 정수와 달리 근사값으로 표현을 하기 때문에 float를 double로 형변환 했을 때 오차가 발생할 수 있다. 그래서 float값을 double로 형변환 하기 보다는 double값을 유효자리수가 적은 float로 형변환해서 비교하는 것이 정확한 결과를 얻는다.

 

[3-9] 다음은 문자형 변수 ch가 영문자(대문자 또는 소문자)이거나 숫자일 때만 변수 b의 값이 true가 되도록 하는 코드이다. (1)에 알맞은 코드를 넣으시오.

 

[연습문제]/ch3/Exercise3_9.java

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class Exercise3_9 {     public static void main(String[] args) {         char ch = 'z';         boolean b = ( /* (1) */ );         System.out.println(b);     } } Colored by Color Scripter

cs

 

[실행결과]

true

▫ 복습 시 포인트

- 범위

▪ 작성 답안

(int) ch >= 0 ? true : false

 

 

 

 

▪ 정답

('a' <= ch && ch <= 'z') || ('A' <= ch && ch <= 'Z') || ('0' <= ch && ch <= '9') 괄호는 생략해도 된다.

 

[3-10] 다음은 대문자를 소문자로 변경하는 코드인데, 문자 ch에 저장된 문자가 대문자인 경우에만 소문자로 변경한다. 문자코드는 소문자가 대문자보다 32만큼 더 크다. 예를 들어 'A‘의 코드는 65이고 ’a'의 코드는 97이다. (1)~(2)에 알맞은 코드를 넣으시오.

 

[연습문제]/ch3/Exercise3_10.java

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class Exercise3_10 {     public static void main(String[] args) {         char ch = 'A';         char lowerCase = ( /* (1) */ ) ? ( /* (2) */ ) : ch;         System.out.println("ch:"+ch);         System.out.println("ch to lowerCase:"+lowerCase);     } } Colored by Color Scripter

cs

 

[실행결과]

ch:A

ch to lowerCase:a

▫ 복습 시 포인트

- 범위

▪ 작성 답안

(1) (int) ch < 97

(2) (int) ch – 32

 

 

 

 

정답

('A' <= ch && ch <= 'Z'), (char)(ch+32)

 

[해설]

대문자인 경우에만 문자코드의 값을 32만큼 증가시키면 소문자가 된다. 문자 ch가 대문자인지를 확인하는 조건식은 'A' <= ch && ch <= 'Z'이고, 문자 ch의 문자코드를 32증가시키기 위해서는 덧셈연산을 해야하는데, 이 때 덧셈연산의 결과가 int이므로 char타입으로의 형변환이 필요하다.