5-1장 배열

 

1. 배열이란?

💡 같은 타입의 여러 변수를 하나의 묶음으로 다루는 것

각 저장 공간이 연속적으로 배치되어 있다.

 

2. 배열의 선언과 생성

배열의 선언 방법

 

1. 타입[ ] 변수이름; → int [ ] score;

2. 타입 변수이름[ ]; → int score [ ];

 

⇒ 1번을 선호! 대괄호가 변수 이름의 일부라기 보다는 타입의 일부라고 보기 때문.

 

배열의 생성

 

💡 타입[ ] 변수이름; → 배열을 선언(배열을 다루기 위한 참조 변수 선언)

변수이름 = new 타입[길이]; → 배열을 생성(실제 저장 공간을 생성)

 

int[] score;  // int타입의 배열을 다루기 위한 참조변수 score 선언
score = new int[5];  // int타입의 5개를 저장할 수 있는 배열

int[] score = new int[5];  // 배열의 선언과 생성을 동시에 한다

 

선언과 생성 과정

 

1. int[] score;

 

2. score = new int [5];

연산자 new에 의해서 메모리의 빈 공간에 5개의 int형 데이터를 저장할 수 있는 공간 마련

 

각 배열요소는 자동적으로 int의 기본값(default)인 0으로 초기화됨

 

대입 연산자 =에 의해 배열의 주소가 int형 배열 참조 변수 score에 저장된다.

 

3. 배열의 길이와 인덱스

💡 인덱스: 배열의 요소마다 붙여진 일련번호 범위: 0 ~ 배열 길이-1

 

score[3] = 100; // 배열 score의 4번째 요소에 100을 저장
int value = score[3]; // 배열 score의 4번째 요소에 저장된 값을 읽어서 value에 저장

 

1. score [3] = 100;

 

2. int value = score [3];

 

- 변수나 수식으로 index 사용 가능

for (int i = 0; i < 5; i++) {
	score[i] = i * 10;
}

 

주의사항

index의 범위를 벗어난 값을 index로 사용하지 않아야 한다!!

int[] score = new int[5];  // 길이가 5인 int배열. index의 범위는 0~4
score[5] = 100;  // index의 범위를 벗어난 값을 index로 사용 - Error

→ 변수의 값은 실행 시에 대입되므로 컴파일러는 이 값의 범위를 확인할 수 없다.

 

배열의 길이

 

💡 배열의 요소의 개수, 즉 값을 저장할 수 있는 공간의 개수다

 

- 배열의 길이의 조건

1. 양의 정수

2. 최댓값: int타입의 최댓값(약 20억)

 

- 길이가 0인 배열 생성 가능

 

int score - new int[0];

⇒ 배열의 길이는 int범위의 양의 정수(0 포함)이어야 한다.

추후 이 배열이 필요한 상황을 만나게 될 것이다.

 

배열이름.length

 

한번 생성하면 길이를 변경할 수 없다.

⇒ 배열이름.length 는 상수

int[] arr = new int[5];
arr.length = 4;  //  배열의 길이는 변경할 수 없다. - ERROR

 

배열의 길이를 직접 입력하는 것보다 배열이름.length로 하는 것이 코드 관리가 쉽고 에러가 발생할 확률이 적어진다.

int[] arr = new int[5];

for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
	System.out.println(arr[i]);
}

⇒ 배열의 길이가 변경되어도 코드의 변화 X

 

배열의 길이 변경하기

1. 더 큰 배열을 새로 생성한다.
2. 기존 배열의 내용을 새로운 배열에 복사한다.

이러한 작업들은 꽤나 비용이 많이 들기 때문에, 처음부터 배열의 길이를 넉넉하게 잡는 것이 좋다.

 

4. 배열의 초기화

가능

int[] score = new int[]{50, 60, 70, 80, 90};  // 배열의 생성과 초기화를 동시에
int[] score = {50, 60, 70, 80, 90};

 

불가능

int[] score;
score = {50, 60, 70, 80, 90};

int add(int[] arr) { ... }
int result = add({50, 60, 70, 80, 90});

배열의 선언과 생성을 따로 하는 경우에는 'new 타입[ ]'을 생략할 수 없다.

 

배열의 출력

 

for문

int[] iArr = { 100, 95, 80, 70, 60 };

for(int i = 0; i < iArr.length; i++) {
	System.out.print(iArr[i] + ","); // 각 요소간의 구별을 위해 쉼표를 넣는다.
}
System.out.println(); // 다음 출력이 바로 이어지지 않도록 줄 바꿈을 한다

 

Arrays.toString()

int[] iArr = { 100, 95, 80, 70, 60 };

System.out.println(Arrays.toString(iArr)); // [100, 95, 80, 70, 60]
System.out.println(iArr);  // [I@14318bb -> 타입@주소 (쓸모없는 정보)

 

예외 상황 - char

char[] chArr = {'a', 'b', 'c', 'd'};
System.out.println(chArr); // abed가 출력된다•

 

5. 배열의 복사

for문을 통한 배열 복사

 

int[] arr = new int[5];
int[] tmp = new int[10];  // 기존 배열보다 길이게 2배인 배열 생성

for(int i = 0; i < arr.length; i++){
	tmp[i] = arr[i];  // arr[i]의 값을 tmp[i]에 저장
}

arr = tmp;  // 참조변수 arr이 새로운 배열을 가리키게 한다.

 

배열은 참조 변수를 통해서만 접근할 수 있기 때문에. 자신을 가리키는 참조 변수가 없는 배열은 사용할 수 없다.

이렇게 쓸모없게 된 배열은 JVM의 가비지 컬렉터에 의해서 자동적으로 메모리에서 제거된다.

 

System.arraycopy()를 이용한 배열의 복사

 

✅ for문을 통한 배열의 복사보다 더 효율적이다.

 

num [0]에서 newNum [0]으로 num.length개의 데이터를 복사

System.arraycopy(num, 0, newNum, 0, num.length);

 

6. 배열의 활용

1. 총합과 평균

2. 최댓값과 최솟값

3. 섞기

4. 임의의 값으로 배열 채우기

5. 정렬하기(sort)

6. 빈도수 구하기

 

자세한 설명은 '자바의 정석'을 참고하기 바란다.

 

총합과 평균

 

배열의 모든 요소를 더해서 총합과 평균을 구한다.

public class SumAverage {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;

        int[] score = {10, 20, 30, 40, 50};

        for (int i = 0; i < score.length; i++) {
            sum += score[i];
        }

        float average = sum / (float) score.length;  // 계산 결과를 float로 얻기 위해서 형변환

        System.out.println(sum);
        System.out.println(average);
    }
}

 

최댓값과 최솟값

 

배열의 요소 중에서 제일 큰 값과 제일 작은 값을 찾는다.

public class MaxMin{
    public static void main(String[] args) {
        int[] score = {20, 50, 40, 10, 30};

        int max = score[0];
        int min = score[0];

        for (int i = 1; i < score.length; i++) {
            if (max < score[i]) max = score[i];
            else if (min > score[i]) min = score[i];
        }

        System.out.println(max);
        System.out.println(min);
    }
}

 

섞기 (shuffle)

 

배열의 요소의 순서를 반복해서 바꾼다. (카드 섞기, 로또 번호 생성)

 

- 카드 섞기

0부터 9까지의 수 랜덤 하게 섞기

public class Shuffle {
    public static void main(String[] args) {
        int[] num = new int[10];

        for (int i = 0; i < num.length; i++) {
            num[i] = i;
        }

        for (int i = 0; i < num.length; i++) {
            int random = (int) (Math.random() * 10);
            int tmp = num[i];
            num[i] = num[random];
            num[random] = tmp;
        }

        for (int n : num) {
            System.out.printf("%d ", n);
        }
    }
}

 

- 로또 번호 생성

1부터 45까지의 수 중 랜덤 한 수 6개 뽑기

public class Lotto {
    public static void main(String[] args) {
        int[] lotto = new int[45];

        for (int i = 0; i < lotto.length; i++) {
            lotto[i] = i + 1;
        }

        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            int num = (int) (Math.random() * 45);
            int tmp = lotto[i];
            lotto[i] = lotto[num];
            lotto[num] = tmp;
        }

        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            System.out.printf("%d ", lotto[i]);
        }
    }
}

 

임의의 값으로 배열 채우기

 

연속 또는 불연속적인 값들로 배열을 초기화한다

 

- 연속적인 범위의 값

for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
	arr[i] = (int)(Math.random() * arr.length);
}

 

- 불연속적인 범위의 값

public class Random {
    public static void main(String[] args) {
        int[] num = {10, 12, 16, 20, 30};  // 불연속적인 값들로 구성된 배열
        int[] arr = new int[10];

        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            int random = (int) (Math.random() * num.length);
            arr[i] = num[random];
        }

        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

 

정렬하기 (sort)

 

버블정렬 알고리즘을 통해서 오름차순으로 정렬

class Sort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numArr = new int[10];

        for (int i = 0; i < numArr.length; i++) {
            System.out.print(numArr[i] = (int) (Math.random() * 10));
        }

        System.out.println();

        for (int i = 0; i < numArr.length - 1; i++) {
            boolean changed = false; // 자리바꿈이 발생했는지를 체크한다.

            for (int j = 0; j < numArr.length - 1 - i; j++) {
                if (numArr[j] > numArr[j + 1]) { // 옆의 값이 작으면 서로 바꾼다.
                    int temp = numArr[j];
                    numArr[j] = numArr[j + 1];
                    numArr[j + 1] = temp;
                    changed = true; // 자리바꿈 발생
                }
            }

            if (!changed) break; // 자리바꿈이 없으면 반복문을 벗어난다.

            for (int j : numArr) {
                System.out.print(j); // 정렬된 결과를 출력한다.
            }

            System.out.println();
        }
    }
}

 

빈도수 구하기

 

배열에 어떤 값이 몇 개 저장되어 있는지 세어서 보여준다.

class Frequency {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numArr = new int[10];
        int[] counter = new int[10];

        for (int i = 0; i < numArr.length; i++) {
            numArr[i] = (int) (Math.random() * 10); // 0〜9의 임의의 수를 배열에 저장
            System.out.print(numArr[i]);
        }

        System.out.println();

        for (int j : numArr) {
            counter[j]++;
        }

        for (int i = 0; i < numArr.length; i++) {
            System.out.println(i + "의 개수: " + counter[i]);
        }
    }
}

 

 

Reference

자바의 정석 - 남궁 성