[JAVA] API ( java.lang package )

[JAVA] 예외 처리

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JAVA  API ( Application Programming Interface )

API는 "라이브러리" 라고 부르며, 프로그램 개발에 자주 사용되는 클래스 및 인터페이스의 모음이다. 
▶ 자바 표준 문서 주소 : https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api

Java Platform SE 8

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java.lang 패키지

java.lang 패기지는 자바 프로그램의 기본적인 클래스들을 담고 있는 패키지이다. 
그렇기 때문에 java.lang 패키지에 있는 클래스와 인터페이스는 import 구문 없이 사용 가능하다.

java.lang 패키지 주요 클래스 

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Object 클래스 

클래스를 선언할 때 extends 키워드로 다른 클래스를 상속하지 않으면 묵시적으로 Object 클래스를 상속하게 된다.
→ 따라서 모든 자바의 클래스는 Object 클래스의 자식이거나 자손 클래스이다. 

모든 클래스가 Object를 상속하기 때문에 Object의 Method는 모든 클래스에서 사용이 가능하다.

Person.Class

public class Person /* extends Object */ implements Cloneable {

	private String name;

	public Person(String name) {
		this.name = name;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	// 오버라이딩 - 객체안에 변수를 빠르게 확인하기 위해서 오버라이딩해서 많이 사용함
	@Override
	public String toString() {
		return "Person [name=" + name + "]";
	}

	// 오버라이딩 - obj가 Person인 경우, 매개변수의 name과 나의 name이 같으면 true반환
	@Override
	public boolean equals(Object obj) {

		if (obj instanceof Person) {

			Person p = (Person) obj;

			if (p.getName().equals(this.name)) {
				return true;
			}
		}

		return false;
	}

	// finalize - deprecate(언제 없어질지 모르니 왠만하면 사용하지 마세요)
	// 오버라이딩 - 객체가 메모리에서 해제될 때 자동으로 불려나가는 메서드
	@Override
	protected void finalize() throws Throwable {
		System.out.println(this.name + "님이 소멸했습니다");
		super.finalize();
	}

	// 오버라이딩 - 객체를 복사해서 반환
	// 쉽게말하면 cloneable 반드시 구현해야 합니다.
	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {

		return super.clone();
	}

}

Main.Class

public class MainClass {

	public static void main(String[] args) {

		Person p = new Person("홍길동"); // 객체1

		String str = p.toString();
		System.out.println(str);

		int hash = p.hashCode();
		System.out.println(hash); // 해시알고리즘을 사용해서 객체의 고유한 주소에 따라서 중복없는 고유한 숫자를 반환

		System.out.println("----------------------------------------------");

		Person p2 = new Person("홍길동"); // 객체2

		boolean result = p.equals(p2);
		System.out.println(result);

		System.out.println("-----------------------------------------");

		try {
			Person o = (Person) p.clone();

			System.out.println(o.toString());

			System.out.println("원본객체:" + p);
			System.out.println("클론객체:" + o);

		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

		System.out.println("----------------------------------------------");

		p = null;
		System.gc(); // 가비지컬렉터 호출

	}
}

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System 클래스

System 클래스를 이용하면 운영체제의 일부 기능을 이용할 수 있다.
▶ 프로그램 종료, 키보드 입력, 모니터 출력, 메모리 정리, 현재 시간 읽기 등
System 클래스의 모든 멤버는 static으로 구성되어 있어 클래스 이름으로 바로 접근이 가능하다.

System 클래스의 주요 메서드 

• exit() 
  현재 실행하고 있는 프로세스 강제 종료
  정상 종료일 경우 매개값으로 0을 주고, 비정상종료의 경우 0이외의 값을 준다. 
• currentTimeMillis() 
  컴퓨터의 시계로부터 현재시간을 읽어 밀리세컨드(1/1000) 단위와 나노세컨드 단위의 long 값을 리턴
  주로 프로그램의 실행 소요시간 측정으로 성능 테스트시 사용
• getProperty() 
  JVM이 시작할 때 자동 설정되는 시스템의 속성값을 구한다.
• gc() 
  : Garbage Colletor를 실행시킨다.

import java.io.PrintStream;
import java.util.Properties;
import java.util.Scanner;

public class SystemEx {

	public static void main(String[] args) {

		// system클래스는 운영체제 관련된 기능을 가지고 있습니다.
		// 전부 static메서드 입니다.

		// 콘솔의 출력
		PrintStream out = System.out;
		out.println("hello world");
		System.out.println("hello world");

		// 키보드로 입력
		Scanner scan = new Scanner(System.in);

		System.out.println("----------------------------");

		// 운영체제 관련된 내용을 얻을 수 있음
		Properties p = System.getProperties();
		System.out.println(p);
		System.out.println(p.get("user.name"));
		System.out.println(p.get("os.version"));

		System.out.println("----------------------------");

		// 1970.1.1일 부터 현재까지 지난시간을 밀리초로 반환
		// 프로그램 실행 시간 체크
		long start = System.currentTimeMillis();

		long sum = 0;
		for (long i = 1; i <= 1000000000; i++) {
			sum += i;
		}

		long end = System.currentTimeMillis();

		System.out.println("실행시간:" + (end - start) * 0.001);

		System.out.println("----------------------------------");

		System.exit(0); // 프로그램 종료

	}
}

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String 클래스 - 문자열

String은 생성자를 사용해서 객체를 만들 필요없이 기초 데이터를 사용할 때처럼 바로 초기화해서 사용 가능하다.

String 클래스의 주요 메서드 

• charAt() : 특정 인덱스의 글자 리턴
• indexOf() : 특정 문자열의 시작 인덱스 값을 반환 ( 주어진 문자열이 미포함시 -1 을 반환 )
• length() : 문자열의 길이 반환
• replace() : 특정 문자열을 변경
• substring() : 인덱스를 기준으로 그 앞의 문자열을 자른다.
• toUpperCase() : 문자열을 대문자로 치환
• toLowerCase() : 문자열을 소문자로 치환
• trim() : 문자열의 앞,뒤 공백을 제거
• equals() : 문자열의 값을 비교
• valueOf() : 기본 데이터 타입의 값들을 문자열로 변환
• split() : 특정 문자열을 기준으로 잘라 배열에 리턴

import java.util.Arrays;

public class StringEx {

	public static void main(String[] args) {

		// 문자열 다루기 메서드

		String str = "hello world";

		char[] arr = { 'h', 'e', 'l', 'l', 'o' };
		String str2 = new String(arr);

		System.out.println(str2);

		System.out.println("------------------------------------------");

		// 1. 문자열의 인덱스 위치를 잘라서 char형 반환
		// char r = str.charAt(0);
		// System.out.println(r);
		System.out.println(str.charAt(0));

		// 2. 문자열길이
		System.out.println("문자열길이:" + str.length());

		// 3. 문자열 자르기
		System.out.println(str.substring(2)); // 2인덱스 미만 절삭
		System.out.println(str.substring(2, str.length())); // 2이상~11미만 추출

		System.out.println("원본문자열:" + str);

		// 4. 문자열 자르기 split()
		String[] r1 = str.split("");
		System.out.println(Arrays.toString(r1));

		String[] r2 = str.split("", 5); // 최대 길이 5
		System.out.println(Arrays.toString(r2));

		// 5. 문자열 자르기 toCharArray()
		char[] r3 = str.toCharArray();
		System.out.println(Arrays.toString(r3));

		// 6. 문자열 치환 replace()
		str = "커피중에 가장 맛있는 커피는 아이스 아메리카노 커피입니다";
		System.out.println(str);

		System.out.println(str.replace("커피", "coffee")); // 찾을문자, 바꿀문자
		System.out.println(str);
		System.out.println(str.replaceFirst("커피", "coffee"));

		// 7. 앞뒤 공백 치환하기 trim()
		str = "    안녕 하세요?    ";
		System.out.println(str);
		System.out.println(str.trim());

		// 8. 문자열 찾기 indexOf
		str = "010-1234-5678";

		System.out.println("1이 있는 위치:" + str.indexOf("1")); // 1이 있는 위치
		System.out.println("2번째 인덱스 부터 1이 있는 위치:" + str.indexOf("1", 2)); // 2번째 인덱스 부터 1이 있는 위치
		System.out.println("없는 문자열이라면 -1반환:" + str.indexOf("hello"));

		// 9. 문자열 찾기 contains
		System.out.println(str.contains("1234")); // 문자가 포함되어 있으면 true

		// 10. 문자열 찾기 startWith()
		System.out.println(str.startsWith("010")); // 010으로 시작하면 true

		// 11. 문자열 비교 compareTo
		System.out.println("홍길동".compareTo("홍길자")); // 음수가 나오면 앞문자가 사전적으로 빠름
		System.out.println("홍길자".compareTo("홍길동")); // 양수가 나오면 앞문자가 사전적으로 느림
		System.out.println("홍길동".compareTo("홍길동")); // 같은 문자라면 0반환

		// 12. 문자열 비교 eqauls
		System.out.println("홍길동".equals("홍길동")); // 문자자체가 같으면 true
		System.out.println("abc".equalsIgnoreCase("ABC")); // 대소문자는 무시하고 문자비교

		// 13. 문자열 합치기 join - 스플릿의 반대
		System.out.println(String.join("^^", "오늘은", "날씨가", "춥습니다"));

		// 14. 기본타입을 -> 문자열로변경
		String result = String.valueOf(3);
		System.out.println(result);

	}
}

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StringBuilder

• StringBuilder는 String 클래스의 단점을 보완하기 위해 사용한다. 
• 새로운 객체를 생성하는 문제로 인해 속도가 느려지는 현상을 보완한다.

String 클래스의 단점

1. 메모리 과소비
2. 객체 재활용성이 떨어짐 
    ▶ 처음 초기화된 데이터에 변화가 생기면, 기존 객체 재사용보단 새로운 객체를 생성

StringBuilder 의 주요 메서드 

• append() : 기준 문자열의 뒤에 문자열을 추가
• insert() : 특정 위치에 문자열 추가
• delete() : 문자열 삭제
• deleteCharAt() : 특정 인덱스의 문자 하나 삭제
• replace() : 문자열의 일부분을 다른 문자열로 대체
• setCharAt() : 문자열에서 주어진 index의 문자를 다른 문자로 대체
• toString() : StringBuilder 객체의 값을 문자열로 반환
• reverse() : 문자열을 거꾸로 출력

StringBuffer

StringBuffer는 동작적인 측면에서 StringBuilder와 동일하다. 
두 클래스의 차이는 "동기화 여부"이다.

StringBuffer는 각 메서드별로 Synchronized Keyword가 존재하여, 멀티스레드 환경에서도 동기화를 지원하지만
StringBuilder는 동기화를 보장하지 않는다. 

Single Thread 환경이라면 StringBuilder를 사용하는 것이 성능적인 측면에서 더 좋다. 

• String은 짧은 문자열을 더할 경우 사용
• StringBuffer는 스레드에 안전한 프로그램이 필요할 때나, 개발 중인 시스템의 부분이 스레드에 안전한지
  모를 경우 사용하면 좋다.
• StringBuilder는 스레드에 안전한지 여부가 전혀 관계없는 프로그램을 개발 할 때 사용하면 좋다. 

public class SbBufferEx01 {

	public static void main(String[] args) {
		
		//buffer, builder 기능은 동일
		//buffer는 스레드환경(멀티스레드)에서 동기화기능 제공,
		//builder는 싱글스레드에서만 사용하길 권장
		
		StringBuffer sb = new StringBuffer("Java");
		String s = new String("Java");
		StringBuilder sb2 = new StringBuilder("Java");
		
		//문자열의 덧셈
		s = s + " Program";
		//새로운 객체로 저장됨
		
		sb.append(" Program");
		//원본이 그냥 바로 저장됨
		
		sb2.append(" Program");
		
		System.out.println(sb);
		System.out.println(s);
		System.out.println(sb2);
		
		System.out.println("ㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡ");
		
		//insert : 중간에 추가
		sb.insert(5, "Support ");
		System.out.println(sb);
		
		//문자열 변경 replace
		sb.replace(5, 12, "Hello");
		System.out.println(sb);
		
		//문자열 삭제 delete
		sb.delete(5, 11);
		System.out.println(sb);
		
		sb.deleteCharAt(4); //한글자 삭제
		System.out.println(sb);
		
		//문자열 로꾸꺼
		sb.reverse();
		System.out.println(sb);
		
		if(s.equals(sb)) { //String vs StringBuffer
			
		}
		
		//문자열로 변경(sb.toString()) 후 비교(.equals(s))
		if(sb.toString().equals(s)) {
		}
		
	}
}

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Math 클래스 

Math 클래스는 수학 계산에 사용할 수 있는 메서드를 제공한다.
Math 클래스가 제공하는 메서드는 모두 정적 메서드이므로 Math 클래스 이름으로 바로 사용이 가능하다.

Math 클래스 주요 메서드

• abs() : 절대값
• ceil() : 올림값
• floor() : 내림값 
• max() : 최대값
• min() : 최소값
• random() : 랜덤값
• rint() : 현재 수에서 가까운 정수를 실수형태로 구함
• round() : 반올림값 구함

public class MathEx {

	public static void main(String[] args) {

		// Math math = new Math();
		// 생성자가 private 때문
		// Math는 전부 static

		double d = Math.random();
		System.out.println(d);
		System.out.println("절대답값: " + Math.abs(-1));
		System.out.println("올림 : " + Math.ceil(3.14));
		System.out.println("내림 : " + Math.floor(3.14));
		System.out.println("반올림" + Math.round(3));
		System.out.println("큰수" + Math.max(3, 4));
		System.out.println("작은수 : " + Math.min(3, 4));
		System.out.println("루트값 : " + Math.sqrt(4));
		System.out.println("제곱근 : " + Math.pow(2, 3));

	}
}

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Wrapper 클래스 

자바는 기본 타입의 값을 갖는 객체를 생성할 수 있다.
이러한 객체를 포장(Wrapper) 객체라고 하는데, 그 이유는 기본 타입의 값을 객체 내부에 두고 포장하기 때문이다.
포장객체의 특징은 포장하고 있는 기본 타입의 값은 외부에서 변경할 수 없다.
▶ 만약 변경하고 싶으면 새로운 포장 객체를 생성해야한다.

• Wrapper 클래스 : Byte, Short, Integer, Long, Float, Double, Boolean, Character

Wrapper 의 두 가지 의미
- 기본 타입의 값을 포장 객체로 만드는 과정을 박싱(Boxing) 이라하며
   포장 객체에서 기본 타입의 값을 얻어내는 과정을 언박싱(UnBoxing)이라고 한다. 

문자열을 기본 타입 값으로 변환할 때도 많이 사용한다.
대부분의 포장 클래스는 "parse + 기본타입"  명으로 되어있는 static 메서드를 제공한다. 

public class BoxingEx02 {

	public static void main(String[] args) {

		// wrapper는 문자열=>기본형 으로 형변환 할때 많이 사용됩니다.

		int a = Integer.parseInt("3");
		double b = Double.parseDouble("3.14");
		long c = Long.parseLong("5");

		System.out.println(a + b + c);

	}
}