[자바 스터디] 4주차. 제어문 및 과제(JUnit,깃헙API,기초 자료구조)

10 Dec 2020

Reading time ~9 minutes

이 포스트는 백기선님이 유튜브 라이브로 진행하시는 온라인 자바 스터디에 참여하면서 공부한 내용을 바탕으로 작성한 글입니다.

1. 선택문
- 1.1 if 문
- 1.2 switch 문
  - 1.2.1 Constant Type Expression
  - 1.2.2 Enum Type Expression
2. 반복문
과제 0. JUnit 5 학습
과제 1. live-study 대시 보드 코드 작성
과제 2. LinkedList 구현
과제 3. Stack 구현
과제 4. ListNode를 사용한 Stack 구현
과제 5. Queue 구현

1. 선택문

1.1 if 문

자바의 if문은 아래 세 가지 형태 형태로 정의할 수 있습니다. 이때 Expression은 boolean 또는 Boolean 타입이여야 합니다. 그렇지 않은 경우 컴파일 타임 에러가 발생합니다. 또한 statement에는 BlockStatements도 포함됩니다. 그리고 여기서 statementNoShortIf란 IfThenStatement(Else가 없는 If문)를 제외한 모든 문장을 의미합니다.

1.1.1 IfThenStatement
```
if(Expression) Statement
```

1.1.2 IfThenElseStatement

if(Expression) StatementNoShortIf else Statement

1.1.3 IfThenElseStatementNoShortIf
```
if(Expression) StatementNoShortIf else StatementNoShortIf
```
Java Language Specifications, Java SE 8 Eddition 참고
1.1.4 If ElseIf Else Statement?

기존에 아래와 같이 if, else if, else를 사용한 문장을 본 적이 있습니다. 위에서는 if문의 형태는 3가지라고 하였는데 어떻게 된 걸까요?
```
if(Expression)
  Statement
else if(Expression)
  Statement
else
  Statement
```
자세히 말하자면 아래의 Statement 부분에 또 한번의 IfElseStatement가 중첩되어 나타난 것입니다. 그 아래 코드를 보면 위의 Statement 부분에 대괄호로 표시하여 IfElseStatement를 집어 넣어 보았습니다. 그렇게 하니 우리가 익히 알던 구문인 if, else if, else 구문이 나오는 것을 확인할 수 있습니다.
```
if(Expression) StatementNoShortIf
else Statement
```
```
if(Expression) StatementNoShortIf
else [if(Expression) StatementNoShortIf
else Statement]
```

1.1.5 Example

점수 하나를 입력받아 점수에 따른 학점을 출력하는 예제를 작성해 보았습니다.

import java.util.Scanner;
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
      Scanner sc = new Scanner(System.in);
      System.out.print("점수를 입력하세요:");
      int score = sc.nextInt();
		
      if(score >= 90) {
          if(score >= 97) {
              System.out.println("A+");
          }else if(score >= 94){
              System.out.println("A");				
          }else {
              System.out.println("A-");
          }			
      }else if(score >= 80){
          System.out.println("B");
      }else if(score >= 70) {
          System.out.println("C");
      }else if(score >= 60) {
          System.out.println("D");
      }else {
          System.out.println("F");
      }
		
      sc.close();
  }
}

점수를 입력하세요:97
A+

1.1.6 Test

그럼 아래와 같은 코드는 무엇이 출력될까요?
```
int a = 1;
int b = 1;
if(a==0) if(b==0) System.out.println("if"); else System.out.println("else");
```
실행시켜 보면 아시겠지만 아무것도 출력되지 않습니다.
　
그럼 왜 그렇게 되는지 설명해 보겠습니다.
위에 구분된 것 처럼 if문은 3가지 형태(1.1.1 ~ 1.1.3)로 나누어 볼 수 있습니다. 또한 1.1.4의 코드에 나오는 조건문은 1.1.2나 1.1.3의 형태가 될 수 없습니다. 왜냐하면 두 형태 모두 statementNoShortIf가 와야 하기 때문에 그 자리에는 IfThenStatement(Else문이 없는 If문)를 사용할 수 없습니다.
따라서 아래 주석처리된 코드 처럼 동작하지 않습니다.
```
/* 주석 처리된 코드처럼 if else 문이 들여쓰기에 맞춰 동작하지 않습니다.
if(a==0)
  if(b==0)
      System.out.println("if");
else    
  System.out.println("else");
*/
```
그래서 1.1.1의 형태에 statement 부분에 IfElseStatement가 들어간 것 처럼 주석처리되지 않은 코드처럼 동작하게 됩니다. 따라서 a가 0이 아닌 1이므로 if 문을 바로 벗어나기 때문에 아무것도 출력되지 않습니다.
```
// 들여쓰기와 관계없이 무조건 아래 처럼 동작합니다.
if(a==0)
  if(b==0)
      System.out.println("if");
  else    
      System.out.println("else");
```
주석 처리된 동작을 하기 위해서는 중괄호 { } 를 넣어 BlockStatement로 바꾸어 주어야 합니다.
```
if(a==0) {
  if(b==0)
      System.out.println("if");
}
else    
  System.out.println("else");
```

1.2 switch 문

자바의 switch 문은 아래 세 가지 형태 형태로 정의할 수 있습니다. 이때 Expression은 char, byte, short, int, Character, Byte, Short, Integer, String, enum 타입 중 한가지여야 합니다. 그렇지 않은 경우 컴파일 타임 에러가 발생합니다. switch 문의 형태는 크게 다음 두 가지로 나누어 볼 수 있습니다.

1.2.1 Constant Type Expression

Switch 문의 Expression이 Constant 타입일 경우 입니다. ConstantExpression이란 primitive 타입과 String 타입의 리터럴 또는 그러한 타입으로 형변환 되는 것을 의미합니다.

switch(Expression){
  case ConstantExpression :
  default :
}

번호를 입력해 통신사를 선택하여 해당 통신사의 상담원과 전화 연결하는 상황을 가정하여 예제를 작성해 보았습니다.

public static void main(String[] args) {
  Scanner sc = new Scanner(System.in);
  System.out.println("1:SKT, 2:KT, 3:LG U+");
  System.out.print("번호로 통신사를 선택해주세요 : ");
  int choice = sc.nextInt();
  switch(choice) {
      case 1:
          System.out.println("SKT 상담원과 전화 연결해드리겠습니다.");
          break;
      case 2:
          System.out.println("KT 상담원과 전화 연결해드리겠습니다.");
          break;
      case 3:
          System.out.println("LG U+ 상담원과 전화 연결해드리겠습니다.");
          break;
  }
}

  1:SKT, 2:KT, 3:LG U+
  번호로 통신사를 선택해주세요 : 1
  SKT 상담원과 연결하겠습니다.

1.2.2 Enum Type Expression

Switch 문의 Expression이 Enum 타입일 경우 입니다. Expression이 Enum 타입일 경우에는 switch문과 연결된 case 상수는 enum 타입 상수여야합니다.

switch(Expression){
  case EnumConstantName :
  default :
}

요일별 기분의 상태를 나타내는 예제를 작성해 보았습니다.

public class EnumSwitchTest {
  public enum Day {
      SUNDAY, MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, 
      THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY 
  }
	
  Day day;

  public EnumSwitchTest(Day day) {
      this.day = day;
  }

  public static void main(String[] args) {
      EnumSwitchTest enumTest = new EnumSwitchTest(Day.SATURDAY);
      enumTest.todayFeelling();
  }
    
  public void todayFeelling() {
      switch (day) {
          case MONDAY: 
              System.out.println("월요일은 Bad");
              break;

          case FRIDAY: 
              System.out.println("금요일은 Good");
              break;

          case SATURDAY:
          case SUNDAY: 
              System.out.println("주말에는 Happy");
              break;

          default:
              System.out.println("주중에는 So So");
              break;
      }
  }
}

주말에는 Happy

2. 반복문

2.1 while 문

While 문은 다음과 같은 형태를 가지고 있습니다. 여기서 Expression은 boolean 또는 Boolean 타입이여야 합니다. Expression이 true이면 Statement를 실행합니다. Expression이 false 이면 더 이상 실행하지 않습니다.

while(Expression) {
    Statement
}

2.2 Do 문

Do 문은 다음과 같은 형태를 가지고 있습니다. 여기서 Expression은 boolean 또는 Boolean 타입이여야 합니다. 우선 Statement를 실행하고 Expression이 true이면 다시 Statement를 실행합니다. Expression이 false 이면 더이상 실행하지 않습니다.

do Statement
while(Expression);

2.3 Basic For 문 (기본 For 문)

Basic For 문은 다음과 같은 형태를 가지고 있습니다.

    for([ForInit];[Expression];[ForUpdate]) Statement

Expression은 boolean 또는 Boolean 타입이여야 합니다. Expression이 false가 될 때 까지 Statement, ForUpdate, Expression를 반복하여 실행합니다. 아래 숫자와 같은 순서로 반복하게 됩니다. 8번째 Expression이 false가 되는 경우에는 더 이상 실행하지 않고 for문 밖으로 나가게 되는 동작방식입니다.

for (① ForInit; ②⑤⑧ Expression; ④⑦ ForUpdate) { 
    ③⑥ Statement
}
⑨

예를 들자면 i값이 0부터 9까지(10보다 작은 마지막 순간) 1씩 증가하면서 배열을 순회하며 배열의 합을 구하는 코드를 작성할 수 있습니다.

    int sum = 0;
    int arr [] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        sum += arr[i];
    }
    System.out.println("sum = " + sum);

    sum = 55

만약 초기화를 실행한 직후 Expression이 false라면 어떻게 될까요?

    int sum = 0;
    int arr [] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    for (int i = 10; i < arr.length; i++) {
        System.out.println(i);
    }

첫 번째로 ①초기화(ForInit)를 실행한 후 ②Expression이 false(10<10)가 되면 for문 밖으로 나가게 되어 어떠한 출력도 나오지 않는 것을 확인 할 수 있었습니다. Statement 부분에 작성했던 System.out.println(i); 문장이 단 한 번도 실행되지 않았습니다.

다음과 같이 forInit,Expression,forUpdate에 아무 것도 적지 않는다면 어떻게 될까요?

    int i = 0;
    for (;;) {
        System.out.println(i);
    }

0
0
0
.
.
.

이러한 문장도 실행이 가능합니다. println 문장을 무한히 실행하게 됩니다. for문의 종료조건이 없으므로 이러한 코드를 사용하면 안됩니다. 하지만 이처럼 forInit,Expression,forUpdate 중 일부 혹은 전체를 적지 않고도 코드 작성자에 재량에 따라 사용 가능하다는 사실을 확인 할 수 있었습니다.

2.4 Enhaned For 문 (향상된 For 문)

Enhanced For 문은 다음과 같은 형태를 가지고 있습니다.

for ( {VariableModifier} UnannType VariableDeclaratorId : Expression ) Statement

    int sum = 0;
    int arr [] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    for (int i : arr) {
        sum += i;
    }
    System.out.println("sum = " + sum);

    sum = 55

    Map<String, Integer> fruits = new HashMap<>();
    fruits.put("apple",3);
    fruits.put("banana",5);
    fruits.put("orange",2);

    for (Map.Entry<String, Integer> fruit : fruits.entrySet()) {
        System.out.println(fruit.getKey() + ":" + fruit.getValue());
    }

    banana:5
    orange:2
    apple:3

2.5 break 문

break 문은 아래와 같은 형태를 가지고 있습니다. switch 문, while 문, do 문, for 문에서 주로 사용됩니다. Identifier와 함께 사용될 경우 Identiifier 밖으로 나가게 됩니다.

break [Identifier];

2.5.1 Identifier가 없을 경우

break가 속해있는 반복문 블록 외부로 나가게 됩니다. 예제의 경우 for문 밖으로 나가게 됩니다.

    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        sum += i;
        if(i==5) {
            System.out.println("i가 5이면 그만 실행");
            break;
        }
    }
    System.out.println("sum = " + sum);

    i가 5이면 그만 실행
    sum = 15

2.5.2 Identifier가 있을 경우

Identifier 외부로 나가게 됩니다.

public static void main(String[] args) {
    Block:
    {
        int a = 0;
        if(a==0) break Block;
        System.out.println("블록 내부");			
    }
    System.out.println("블록 외부");
}

    블록 외부

a가 0이므로 Block 밖으로 나가게 되어 Block 외부라는 문자열만 출력됩니다.

구구단을 출력하되 3단을 제외하고 5단까지만 출력하도록 break 문을 사용해 보았습니다. 이 예제에서는 Identifier가 없다 하더라도 break가 속한 반복문을 벗어나는 동작은 동일합니다.

public class BreakTest {
	public static void main(String[] args) {		
		IBlock:
		for (int i = 2; i < 10; i++) {										
			JBlock:			
			for (int j = 1; j < 10; j++) {
				if(i==3) break JBlock;					
				System.out.println(i + "*" + j + " = " + (i * j));			
			}

			if(i==5) break IBlock;	
		}
	}
}

2*1 = 2
2*2 = 4
2*3 = 6
2*4 = 8
2*5 = 10
2*6 = 12
2*7 = 14
2*8 = 16
2*9 = 18
4*1 = 4
4*2 = 8
4*3 = 12
4*4 = 16
4*5 = 20
4*6 = 24
4*7 = 28
4*8 = 32
4*9 = 36
5*1 = 5
5*2 = 10
5*3 = 15
5*4 = 20
5*5 = 25
5*6 = 30
5*7 = 35
5*8 = 40
5*9 = 45

다음 예제에서는 break에서 Identifier를 지우면 다른 결과가 나옵니다. 다만 JBlock안에 있는 break 문의 Identifier를 IBlock으로 고쳐보겠습니다.

public class BreakTest {
	public static void main(String[] args) {		
		IBlock:
		for (int i = 2; i < 10; i++) {										
			JBlock:			
			for (int j = 1; j < 10; j++) {
				if(i==3) break IBlock; // 이 부분을	JBlock -> IBlock 으로 변경해 보았습니다.
				System.out.println(i + "*" + j + " = " + (i * j));			
			}

			if(i==5) break IBlock;	
		}
	}
}

2*1 = 2
2*2 = 4
2*3 = 6
2*4 = 8
2*5 = 10
2*6 = 12
2*7 = 14
2*8 = 16
2*9 = 18

출력 결과가 2단까지만 나오는 것을 볼 수 있습니다. 이처럼 Identifier는 여러 개의 for문을 한 번에 break문으로 빠져나올 때 유용하게 사용할 수 있습니다.

2.6 continue 문

continue 문의 형태는 다음과 같습니다. break 문과 마찬가지로 Identifier와 함께 사용할 수 있습니다.

continue [Identifier];

1부터 10까지의 합을 구하돼 5일 때는 합을 구하지 않고 다음으로 스킵하겠다는 코드를 작성해 보았습니다.

    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        if(i==5) {
            System.out.println("i가 5인 경우는 이후 동작을 Skip");
            continue;
        }
        sum += i;			
    }
    System.out.println(sum);

    i가 5인 경우는 이후 동작을 Skip
    50

1 ~ 10까지의 합인 55에서 5를 뺀 50이 결과값으로 출력됨을 확인할 수 있었습니다.

간단하게는 1부터 10까지의 홀수의 합을 구할 때 짝수는 continue를 이용해 Skip 하는 식으로 사용할 수 있습니다.

    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        if(i%2==0) continue; // i가 짝수인 경우는 이후 동작을 Skip
        sum += i;			
    }
    System.out.println("sum = " + sum);

    sum = 25

break 문과 달리 다음 예제처럼 continue 문은 반복문 밖에서는 사용될 수 없습니다.

    Block:
    {
        int a = 0;
        if(a==0) continue Block;
        System.out.println("블록 내부");			
    }
    System.out.println("블록 외부");