최초 작성일(yy/mm/dd): 24/01/15 최초 작성

학습 목표

1. 자바8에서의 큐 이용법을 학습한다.
2. 큐가 어떤 상황에서 활용되는지 간략하게 살펴본다.

학습 상황

• 자바에 내장된 큐 클래스를 이용할 때의 주의사항을 기억하고, Problem Solving 시에 효율적이고 적절하게 쓸 필요가 있다.

스택: Java.util.Queue

큐 인터페이스 뜯어보기

Fig 1. Java.util.Queue의 상속과 설명
출처: geeksforgeeks.com

큐와 상속

큐는 Collection 프레임워크를 직접적으로 상속하고 있습니다. 그런데 큐는 기본 Collection에 더해 삽입하고, 제거하고, 확인하는 추가적인 연산을 갖고 있습니다.

두 연산은 연산이 실패했을 때 (1) 에러를 내보내느냐 (2) 다른 값(null, false)을 내보내느냐에 따라 나뉩니다.

Collection에서 상속 받은 좌측 메서드는 에러를, 추가된 우측 메서드는 특정한 값을 내보냅니다. 이는 용량이 고정된 큐(capacity-fixed queue)을 위해 고안되었습니다. Java 8 공식 문서를 살펴보면 그 이유를 알 수 있습니다.

큐 메서드

Fig 2. Java.util.Queue의 메서드
출처: geeksforgeeks.com

• add(E e)

용량 제한을 넘어서지 않는다면, 요소를 큐에 추가합니다. 성공하면 true를 반환하고, 요소가 들어갈 공간이 없다면 IllegalStateException 에러를 띄웁니다.

• element()

  큐의 head에 있는 값을 가져오지만, 제거하지는 않습니다.

• offer(E e)

  용량 제한을 넘어서지 않는다면, 요소를 큐에 추가합니다. 성공하면 true를 반환하고, 실패하면 false를 반환합니다.

• peek()

  큐의 head에 있는 값을 가져오지만, 제거하지는 않습니다. 큐가 비어있다면 에러를 띄우는 대신 null을 반환합니다.

• poll()

  큐의 head에 있는 값을 가져오고 제거합니다. 만약 큐가 비어있다면 null을 반환합니다.

• remove()

  큐의 head에 있는 값을 가져오고 제거합니다. 실패한다면 에러를 띄웁니다.

• clear()

  큐를 초기화합니다.

왜 큐는 메서드가 추가되었는가?

크기가 고정된 큐를 떠올려 봅시다.

만약 큐가 가득 차 있어 자료 삽입에 실패하는 상황이 일반적일 때, 에러를 매번 띄운다면 성능이 저하될 것입니다.

마찬가지로 큐가 비어 있어 자료 삭제에 실패하는 상황이 일반적이라면, 수고롭게 매 번 에러를 띄울 필요가 없습니다.

⇒ offer(E e), poll(), peek()은 모두 실패를 가정하는 상황에서 유용하게 쓰입니다.

큐의 장점과 단점

큐의 장점

큐는 대용량의 데이터를 효율적이고 간편히 관리할 수 있습니다.

여러 사용자가 동시에 이용하는 서비스를 관리하기에 유용합니다.

데이터의 순서가 유지되는 작업에서 편리합니다.

순서를 유지해야 하는 다른 데이터 구조를 구현할 때 쓰입니다.

큐의 단점

head나 rear가 아니라 큐의 중간 위치 기준 요소 삽입이나 삭제는 시간이 오래 걸립니다.

크기가 고정되어 있으면 새로운 요소가 삽입될 수 없습니다.

또한, 기본 큐에서 새로운 요소는 기존 요소가 삭제될 때에만 추가될 수 있습니다.

검색 역시 O(N) 시간복잡도를 가집니다.

큐: 어디에 쓰일까?

자바에서 큐 이용하기

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
Queue<String> queue = new LinkedList<>();

큐의 활용

멀티 프로그래밍 / 업무 스케쥴링

여러 프로그램이 메인 메모리에서 돌아갈 때, 큐를 이용할 수 있습니다. 프로세스는 우선 순위에 따라 역시 우선 순위가 다른 여러 큐에 나뉘어집니다.

LRU 캐시(LRU Cache)

LRU 캐시(Least Recently Used Cache)는 메모리가 가득차 있을 때, 최근에 쓰이지 않은 데이터부터 제거합니다. 우선순위 큐나 일반 큐를 LRU 캐시 구현에 이용할 수는 있으나, 효율적이라고는 말 할 수 없습니다. 사실 LRU 캐시에는 이중연결리스트와 해시맵이 일반적으로 쓰입니다.

네트워크

*Fig 3. FIFO 큐잉과 우선순위 큐잉 *
출처: geeksforgeeks.com

라우터나 스위치와 같은 네트워크 장비에서 큐가 이용됩니다. 특히 큐는 패킷 큐잉(packet queueing)에서 유용하게 쓰이는데, 대표적으로 FIFO 큐잉이나 우선순위 큐잉이 있습니다.

⇒ 큐는 우선순위 혹은 FIFO에 따라, 전송 작업이나 데이터 순서를 유지하는 작업에서 유용하게 쓰임을 알 수 있습니다.

참고 자료

• https://www.geeksforgeeks.org/difference-between-poll-and-remove-method-of-queue-interface-in-java/
• https://www.geeksforgeeks.org/time-and-space-complexity-analysis-of-queue-operations/
• https://stackoverflow.com/questions/2193450/why-java-provides-two-methods-to-remove- element-from-queue
• https://cbselibrary.com/advantages-and-disadvantages-of-queue/
• https://www.geeksforgeeks.org/lru-cache-implementation/

→ LRU 캐시에 관한 글입니다.

• https://www.geeksforgeeks.org/packet-queuing-and-dropping-in-routers/

  → 패킷 큐잉에 관한 글입니다.

최초 작성일(yy/mm/dd): 24/01/10 최초 작성

학습 목표

1. 큐의 기본적인 개념과 연산, 쓰임을 이해한다.
2. 자바의 제네릭을 이용해 큐 자료구조를 구현해본다.

학습 상황

• 큐를 이해하고 어떤 상황에서 쓰일지 고민해볼 필요가 있었다.
• 삼성 SW 역량테스트 B형에 대비해, 구현 과정에서도 java.util 내 자료구조 ArrayList 등을 이용하지 않는다.

큐: 기본 개념

큐(Queue)란 무엇인가?

Fig 1. 큐의 기본 구조
출처: geeksforgeeks.com

큐의 개념

큐는 한 쪽 끝에서는 삽입(enqueue)이 이루어지고, 다른 한 쪽 끝에서는 삭제(dequeue)가 이루어지는 자료구조를 의미합니다. 양쪽 끝에 모두 접근할 수 있지만, 실행할 수 있는 연산은 다릅니다.

따라서 FIFO(First In, First out), 즉 먼저 들어간 요소가 먼저 나오게 됩니다. 이는 티켓 줄서는 것과 비슷합니다.

가장 앞에 있는(=순서가 가장 빠른) 요소를 가리키는 포인트는 front(head), 가장 뒤에 있는(=순서가 가장 느린) 요소를 가리키는 포인터는 rear(tail)로 부를 수 있습니다.

큐의 종류

1. 원형 큐

   Fig 2. 원형 큐의 기본 구조와 동작
   출처: geeksforgeeks.com

   큐의 마지막 위치가 다시 처음 위치에 연결되어 원처럼 이어지는 큐입니다. ‘링 버퍼’(Ring Buffer)라고도 불립니다. 메모리 관리, traffic system, CPU 스케쥴링에서 쓰입니다. 원형 큐는 다른 글에서 자세하게 살펴보겠습니다.

2. 입력 제한 큐

   Fig 3. 입력 제한 큐의 기본 구조
   출처: geeksforgeeks.com

   입력 제한 큐에서, 한 쪽 끝은 삽입과 삭제 모두 가능하지만, 한 쪽 끝(head)은 삭제만 가능합니다. 이는 (1) FIFO 순서로 정렬되지만 (2) 최근에 삽입된 자료를 삭제할 필요가 있는 경우에 쓰입니다.

3. 출력 제한 큐

|<b> **Fig 4. 출력 제한 큐의 기본 구조** </b> |

| :-: | | | |

출처: geeksforgeeks.com

출력 제한 큐에서는 양 쪽 끝 모두 삽입은 가능하지만, 삭제는 한 쪽(head)에서만 가능합니다. 우선순위에 따라 가장 앞(head)의 input을 먼저 실행해야 하는 경우에, 출력 제한 큐는 유용합니다. 

4. 더블-엔디드-큐 (데크)

   Fig 5. 데크의 기본 구조
   출처: geeksforgeeks.com

   데크는 양 쪽 끝 모두에서 삽입과 삭제가 이루어지는 자료구조입니다. 따라서 지난 번 스택 자료구조에서 살펴보았듯, Deque를 이용해 스택 역시 구현할 수 있습니다. 게다가 데크 자료구조는 O(1)에 시계방향 및 반시계방향으로 input을 회전시킬 수도 있습니다.

5. 우선순위 큐

   우선순위 큐는 각 input마다 우선순위가 적용되는 큐입니다. 정렬 순서에 따라, 오름차순 혹은 내림차순으로 적용될 수 있습니다. 자세한 내용은 힙 자료구조를 학습한 이후에 따로 정리할 예정입니다.

큐의 기본 연산

💡 아래의 내용과 관련해, 기본적으로 FIFO를 따르는 Queue의 기본 연산입니다.

enqueue(E)

새로운 요소를 큐의 rear(tail)에 추가합니다. capacity 제한이 있다면, 큐가 가득 차 있는지 이전에 검사해야 합니다.

dequeue()

큐의 front(head)에 있는 요소를 제거합니다. 큐가 비어 있는지 이전에 검사해야 합니다.

배열로 큐를 구현하는 경우에, 제거되지 않은 기존 요소들의 인덱스가 앞당겨져야 하므로 O(N)의 시간복잡도를 가집니다.

isEmpty()

큐가 현재 비어있는지 검사하고, boolean 값을 반환합니다.

peek()

큐의 front(head)에 저장된 요소를 반환합니다.

size()

현재 큐에 들어있는 요소 개수를 반환합니다.

큐 구현: 자바

배열을 이용한 큐

 /* 코드는 수정될 수 있으며,
    참고한 코드는 참고자료 항목에 작성해두었습니다.
    코드는 수정될 수 있습니다.

        최초 작성일(yy/mm/dd): 2024/01/10    
    최종 수정일(yy/mm/dd): 2024/01/10 */

class ArrayQueue<T> {

    private int rear;
    private int front; // In fact, 0 or -1 is always assigned in array- implementation
    public T[] elements;

    public ArrayQueue(int initialCapacity) {
        elements = (T[]) new Object[initialCapacity];
        rear = -1;
        front = 0;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return (front > rear);
    }

    public boolean isFull() {
        return (rear == elements.length - 1);
    }

    public void enqueue(T theElement) {
        if (isFull()) {
            throw new IllegalStateException("Queue is full");
        } else {
            rear++;
            elements[rear] = theElement;
        }   
    }

    public void dequeue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalStateException("Queue is empty");
        } else {
            T temp;
            for (int index = 0; index < rear; index++) { // array impl: O(N)
                temp = elements[index + 1];
                elements[index] = temp;
            }
            elements[rear] = null;
            rear--;
        }
    }

    public T peek() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalStateException("Queue is empty");
        } else {
            return elements[front];
        }
    }

    public void printElements() { // custom method for printing the queue
        for (int i = front; i <= rear; i++) {
            System.out.println(elements[i]);
        }
    }

}

연결리스트를 이용한 큐

 /* 코드는 수정될 수 있으며,
    참고한 코드는 참고자료 항목에 작성해두었습니다.
    코드는 수정될 수 있습니다.

        최초 작성일(yy/mm/dd): 2024/01/10    
    최종 수정일(yy/mm/dd): 2024/01/10 */

class LinkedQueue<T> {

    private int size;
    private Node<T> front;
    private Node<T> rear;
    private static int DEFAULT_CAPACITY = 100;
    private int capacity;

    private static class Node<T> {
        T data;
        Node next;

        Node(T data) {
            this.data = data;
            this.next = null;
        }
    }

    public LinkedQueue() {
        this.front = null;
        this.rear = null;
        this.size = 0;
        this.capacity = DEFAULT_CAPACITY;
    }

    public LinkedQueue(int initialCapacity) {
        this.front = null;
        this.rear = null;
        this.size = 0;
        this.capacity = initialCapacity;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return (size == 0);
    }

    public boolean isFull() {
        return (size == capacity);
    }

    public void enqueue(T theElement) {
        if (isFull()) {
            throw new IllegalStateException("Queue is full");
        } else if (isEmpty()) {
            front = rear = new Node(theElement);
        } else {
            rear.next = new Node(theElement);
            rear = rear.next;
        }
        size++;
    }

    public void dequeue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalStateException("Queue is empty");
        } else {
            front = front.next;
            size--;
        }
    }

    public T peek() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalStateException("Queue is empty");
        } else {
            return front.data;
        }
    }

    public void printElements() { // custom method for printing the queue
        Node tmp = front;
        while (tmp != null) {
            System.out.println(tmp.data);
            tmp = tmp.next;
        }
    }

}

참고 자료

• https://www.geeksforgeeks.org/queue-data-structure/
• https://www.geeksforgeeks.org/different-types-of-queues-and-its-applications/
• https://www.geeksforgeeks.org/how-to-implement-queue-in-java-using-array-and-generics/
• https://www.geeksforgeeks.org/different-types-of-queues-and-its-applications/

최초 작성일(yy/mm/dd): 24/01/07 최초 작성

학습 목표

1. 자바8에서의 스택 이용법과 주의사항을 학습한다.
2. 스택이 어떤 상황에서 활용되는지 간략하게 살펴본다.

학습 상황

• 자바에 내장된 스택 클래스를 이용할 때의 주의사항을 기억하고, Problem Solving 시에 효율적이고 적절하게 쓸 필요가 있다.

스택: Java.util.Stack

스택 클래스 뜯어보기

Fig 1. Java.util.Stack의 상속 순서와 설명
출처: docs.oracle.com

• 스택과 상속
  스택 클래스까지의 상속 관계를 살펴보자면, Object → AbstractCollections → AbstractList → Vector → Stack 순으로 상속됩니다.

Fig 2. java.util.Stack이 상속받은 메소드
출처: docs.oracle.com

특히 Vector에서 직접적으로 상속된 메소드가 많다는 점이 눈에 띕니다. 따라서 스택 클래스와 관련해서는 Vector를 유심히 살펴봐야 합니다.

• 스택 클래스의 단점

문서 마지막에서는 스택 클래스를 사용하는 개선된 방식으로 ArrayDeque의 이용을 권장합니다. 이는 Vector 클래스가 가진 결점 때문입니다.

1. 배열과 같은 방식으로 접근되고 사용될 수 있음

   Random Access 방식의 접근은 물론, add와 같은 메소드 역시 특정 인덱스에 요소를 추가할 수 있다는 점에서 스택이 가진 구조와 배치됩니다.

Fig 3. java.util.Stack의 기본 메소드
출처: docs.oracle.com

일례로, search 메소드가 대표적입니다. 스택 자료구조에서 Random Access 방식의 search는 어울리지 않습니다.

2. 동기화(synchronization)로 인한 성능 및 동시성 저하

   벡터 클래스에서는 get(), set() 등 메소드에 동기화가 적용됩니다. 동기화는 사용중인 스레드 이외에서의 접근을 막아 동시성을 저하합니다.

   또한, 락 오버헤드(Lock Overhead)로 인한 비용으로 성능 역시 저하됩니다.

• 자바에서 스택 이용

    Deque<E> stack = new ArrayDeque<E>();

  Vector에서 비롯된 Stack의 문제점이 개선되었고, search() 메소드는 이용할 수 없습니다.

  그러나 Problem Solving에서 search() 메소드가 급히 필요하거나 구현 시간이 부족하다면, 권장되지 않겠지만 Stack 클래스를 이용할 수 있지 않을까요?

스택: 어디에 쓰일까?

스택의 활용

• Postfix/Prefix conversion

• 되돌아가기 및 취소(Redo-undo) 기능

• 스택 메모리

  지역 변수, 매개 변수, 반환 주소(return address)가 저장되는 메모리입니다. 주로 primitive type의 지역변수, 매개변수가 저장됩니다.

  ↔ 전역 변수는 Static 메모리에 저장됩니다.

• 문자열 역순

• 함수 호출

  메소드가 호출되면 필요한 크기만큼 메모리를 할당받고, 수행이 끝나면 메모리를 반환합니다. 최상단 메소드가 실행중인 메소드이며, 스택의 bottom-up 순서는 호출된 순서입니다.

⇒ Problem Solving만이 아니라, JVM이나 메모리 구조와 관련된 주제도 많다는 점이 보입니다.

참고 자료

• https://stackoverflow.com/questions/1386275/why-is-java-vector-and-stack-class-considered-obsolete-or-deprecated

• https://brunch.co.kr/@kd4/156 https://didrlgus.github.io/java/05-post/ → synchronization에 대해 엿볼 수 있는 글입니다.

• https://hyeyoo.com/79

  → Lock에 관해 정리해주신 글입니다.

• https://baddotrobot.com/blog/2013/01/10/stack-vs-deque/

  → stack interface에서 제한을 통해 스택을 구현하는 법에 대해 소개하는 글들입니다.

최초 작성일: 10/23 최초 작성

학습 목표

1. 스택의 기본적인 개념과 연산을 이해한다.
2. 자바의 제네릭을 이용해 스택 자료구조를 구현해본다.

학습 상황

• 단순히 자바에 있는 스택 클래스가 아니라, 그러한 스택 클래스가 어떻게 만들어지는지 고민해본다.
• 삼성 SW 역량테스트 B형에 대비해, 구현 과정에서도 stack interface를 implement하지 않는다.

스택: 기본 개념

스택(Stack)이란 무엇인가?

• 스택은 선입후출(LIFO, Last In First Out)이자 후입선출(FILO, First In Last Out)을 특징으로 합니다.

  • 쉽게 생각해서: 식당 내 티슈통과 같은 방식으로 쓰이는 자료구조라고 생각하면 됩니다.

    
    

    Fig 1. 스택의 기본 구조
    출처: geeksforgeeks.com

    
    

  • 따라서, 포인터가 항상 스택의 최상위에(즉, 가장 나중에 들어온 대상에) 있습니다.

• 스택의 종류

  1. 고정 크기 스택(Fixed Size Stack)

     말 그대로, 스택이 크기가 자바 배열처럼 고정되어 있다고 보면 편합니다. 스택이 가득 차 있다면 오버플로우를, 스택이 비어있다면 언더플로우를 고려해야 합니다.

  2. 동적 크기 스택(Dynamic Size Stack)

     요소의 추가나 삭제에 따라 스택의 크기가 줄어들거나 늘어날 수 있습니다. 연결 리스트(linked list)를 이용해 구현할 수 있습니다.

스택의 기본 연산

💡 스택에서 최상위 요소가 항상 가장 나중에 들어온 요소임을 고려하면 이해가 쉽습니다.

• push()

  • 요소를 스택에 넣습니다. 따라서, 가장 나중에 들어온 요소가 최상위에 위치하게 됩니다.
  • 스택이 가득 차 있다면, 요소가 더 넣을 수 없음을 감안해야 합니다.

• pop()

  • 요소를 스택에서 제거합니다. 따라서, 최상위 요소가 제거됩니다.
  • 스택이 비어있다면, 요소를 더 뺄 수 없음을 감안해야 합니다.

• peek()

  • 스택의 최상위 요소를 반환합니다.
  • 비어있을 때의 반환값을 고려해야 합니다.

• isEmpty()

  • 스택이 비어있는지 확인하며, boolean 값을 반환합니다.

• size()

  • 스택의 크기를 반환합니다.

복잡도

• push(), pop(), top(), isEmpty(), size() 모두: O(1)

  • 순회나 검색을 거치지 않으므로 O(1)의 시간 복잡도를 가집니다.

스택 구현: 자바

배열을 이용한 스택

 /* 코드는 수정될 수 있으며,
    참고한 코드는 참고자료 항목에 작성해두었습니다.
    코드는 수정될 수 있습니다.

    최초 작성일(yy/mm/dd): 2024/01/06    
    최종 수정일(yy/mm/dd): 2024/01/06 */

class ArrayStack<T> {
    private T[] elements;
    private int top;

    public ArrayStack(int initialCapacity) {
        elements = (T[]) new Object[initialCapacity];
        top = -1;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return (top == -1);
    }

    public boolean isFull() {
        return (top == elements.length-1);
    }

    public void push(T theElement) {
        if (isFull()) {
            throw new IllegalStateException("Stack is full");
        } else {
            top++;
            elements[top] = theElement;
        }
    }

    public T pop() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalStateException("Stack is empty");
        } else {
            T removedElement = elements[top];
            elements[top] = null;
            top--;
            return removedElement;
        }
    }

    public T peek() {
        if (isEmpty()) return null;
        return elements[top];
    }

    public int size() {
        return top+1;
    }
}

연결 리스트를 이용한 스택

 /* 코드는 수정될 수 있으며,
    참고한 코드는 참고자료 항목에 작성해두었습니다.
    코드는 수정될 수 있습니다.

    최초 작성일(yy/mm/dd): 2024/01/06
    최종 수정일(yy/mm/dd): 2024/01/06 */

class ListStack<T> {

    private Node<T> top;
    private int size;

    private static class Node<T> {

        T data;
        Node next;

        Node(T data) {
            this.data = data;
            this.next = null;
        }
    }

    public ListStack() { 
        this.top = null;
        this.size = 0;
    }

    public boolean isEmpty() { return size == 0; }

    public void push(T theElement) {
        Node<T> newNode = new Node<>(theElement);
        newNode.next = top;
        top = newNode;
        size++;
    }

    public T pop() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalStateException("Stack is empty");
        }

        T removedElement = top.data;
        top = top.next;
        size--;
        return removedElement;
    }

    public T peek() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalStateException("Stack is empty");
        }
        return top.data;
    }

    public int size() {
        return size;
    }

}

참고 자료

• https://www.geeksforgeeks.org/stack-data-structure/
• https://gist.github.com/mcrumm/11388910
• https://perfectacle.github.io/2017/08/05/stack-making/
• https://medium.com/javarevisited/how-to-implement-a-generic-data-structure-in-java-2523b5c4d3ff
• https://medium.com/javarevisited/how-to-implement-a-generic-data-structure-in-java-2523b5c4d3ff
• https://www.geeksforgeeks.org/implement-a-stack-using-singly-linked-list/
• https://viterbi-web.usc.edu/~adamchik/15-121/lectures/Stacks and Queues/code/ListStack.java

작성일 23/11/24 최초 작성.

들어가며

학습 목표

1. RecyclerView의 각 생명 주기가 어떤 역할을 하는지 살펴본다.
2. 각 생명 주기에 따라 주의할 점을 살펴본다.

학습 상황

1. RecyclerView를 이용해 틱택토 게임을 구현하는 과제가 있었다.
2. 이후 ViewPager2 역시 RecyclerView에 기반함을 알게 되었다.

RecyclerView란?

RecyclerView의 개념

• RecyclerView는 리스트나 그리드와 같이 구조화된 데이터, 즉 같은 형식을 갖춘 여러 항목을 나타내는 컨테이너다.

RecyclerView의 특징

• ViewHolder 사용: 화면에 표시되는 아이템의 뷰를 재활용할 수 있다. 따라서 성능 향상과 메모리 절약에 도움이 된다.

• LayoutManager 사용: 레이아웃 매니저를 이용해 아이템의 배치 방법을 결정한다.

• ItemDecoration: 항목 간에 간격이나 구분선을 넣기 위해 Item Decoration을 이용할 수 있다.

• ItemAnimator: 아이템 추가, 제거, 또는 변경 시 애니메이션을 제공한다.

• Clickable: 각 아이템은 클릭 가능하며, RecyclerView는 클릭 및 롱클릭 이벤트를 처리할 수 있다. (RecyclerView.Adapter에 setOnItemClickListener, setOnItemLongClickListener 메서드 이용)

• 동적 데이터 처리: RecyclerView에 연결된 어댑터의 데이터가 변경될 때, 이를 알려주면 RecyclerView는 뷰를 업데이트한다.

RecyclerView의 생명주기

생명주기가 중요한 이유

• ViewHolder 패턴을 재활용할 때, 불필요한 뷰들이 메모리에 남아 메모리 누수로 이어질 수 있다.

• onViewRecycled() 메서드를 활용해, 뷰가 재사용되기 전에 이전에 할당된 리소스들을 제거하지 않으면 메모리 누수로 이어질 수 있다.

• 또한, 스크롤 성능 확보와 동적 데이터 처리를 위해서도 생명 주기를 잘 다루어야 한다.

생명주기들

• onCreateViewHolder

  • RecyclerView가 처음 생성될 때, ViewHolder를 생성하는 단계로, ViewHolder를 초기화하고 레이아웃을 inflate한다.

• onBindViewHolder()

  • RecyclerView가 화면에 보이는 항목을 업데이트하는 단계로, viewHolder에 데이터가 연결된다.

• getItemCount()

  • RecyclerView에 표시될 아이템의 개수를 반환하는 단계다.

• onAttachedToRecyclerView()

  • RecyclerView가 화면에 표시될 때 호출되는 단계로, RecyclerView와 연결된 작업을 수행할 수 있다.

• onDetachedFromRecyclerView()

  • RecyclerView가 화면에서 제거될 때 호출되는 단계로, RecyclerView와 관련된 정리 작업을 수행할 수 있다.

• onViewRecycled()

  • 화면에서 사라진 ViewHolder가 재사용될 때 호출되는 단계로, 이전에 바인딩된 데이터나 리소스를 해제하는 작업을 수행할 수 있다.c

참고 문헌

• https://developer.android.com/reference/androidx/recyclerview/widget/RecyclerView

• https://developer.android.com/guide/topics/ui/layout/recyclerview-custom?hl=ko

• chatGPT

작성일 10/23 최초 작성.

들어가며

학습 목표

1. 점근적 표기법의 개념과 종류, 그 특징을 살펴본다.
2. 점근적 표기법의 장점과 한계를 살펴본다.

학습 상황

• 알고리즘을 순차적으로 학습하며, 점근적 표기법이 가지는 장점과 한계가 궁금해졌다.

점근적 표기법이란?

점근적 표기법의 개념

• 점근적 표기법(asymptotic notation)은 알고리즘 분석과 성능 측정에 이용하는 표기법이다. 주로 시간 복잡도와 공간 복잡도를 함수 형태로 표현한다.

• 왜 ‘점근적’인가? : 입력의 크기가 아주 커지는 경우에서 알고리즘의 동작을 설명하기 위함이다. 즉, 입력값의 크기에 따른 함수와 그 함수가 얼마나 빠르게 커지는 지(성장률, rate of growth)를 살펴보기 위해서다.

점근적 표기법의 종류와 특징

1. 빅-오 표기법

   • 빅-오(big-O) 표기법은 점근적 상한선을 나타낸다. 즉, 알고리즘에서 최악의 경우를 나타낸다.

   • f(n) = O(g(n)) 은 점근적 증가율이 g(n)을 넘지 않는 모든 함수들의 집합이다. 즉, g(n) 내 최고차항의 차수가 k일 때, 최고차항의 차수가 k 이하인 함수 f(n)은 모두 O(g(n))이다.

   • O(g(n)) = {f(n): 모든 n ≥ n0, 양의 상수 c 존재, c * g(n) ≤ f(n)}

2. 빅-오메가 표기법

   • 빅-오메가(big-Ω) 표기법은 점근적 하한선을 나타낸다. 즉, 알고리즘에서 최선의 경우를 나타낸다.

   • f(n) = Ω(g(n)) 은 점근적 증가율이 g(n)을 넘는 모든 함수들의 집합이다. 즉, g(n) 내 최고차항의 차수가 k일 때, 최고차항의 차수가 k 이상인 함수 f(n)은 모두 Ω(g(n))이다.

   • Ω(g(n)) = {f(n): 모든 n ≥ n0, 양의 상수 c 존재, c * g(n) ≥ f(n)}

3. 빅-세타 표기법

   • 빅-세타(big-Θ) 표기법은 점근적 상한선과 점근적 하한선의 교집합을 나타낸다. 즉, 알고리즘은 빅-세타 표기법의 함수 범위 내에서 동작한다.

   • Θ(g(n))은 O(g(n))과 Ω(g(n))에 모두 속하는 함수들의 집합이다.

   • Θ(g(n)) = {f(n): 모든 n ≥ n0, 양의 상수 c1, c2 존재, c1 * g(n) ≤ f(n) ≤ c2 * g(n)}

+) 리틀-오, 리틀-오메가 표기법

• 리틀-오, 리틀-오메가 표기법은 각각의 ‘빅’ 표기법과 비슷하나, 함수 집합에 해당 표기법 내 함수 g(n)과 최고 차항의 차수가 같은 함수는 포함되지 않는다.

• 이들은 각각 표기법의 ‘여유있는 상한’과 ‘여유있는 하한’을 의미한다. 점근적 의미에서 더 작거나, 더 커서 g(n)을 압도하거나 g(n)에 압도당하는 함수들의 집합이다.

점근적 표기법의 장점과 한계

점근적 표기법의 장점

• 효율성 : 점근적 표기법은 크기가 큰 입력에서, 알고리즘의 성능을 간편하게 비교할 수 있게 만든다.

점근적 표기법의 한계

• 외부 요소 무시 : 점근적 표기법은 입력 크기에 따른 성능만을 고려하기에, 다양한 조건 하에서의 실제 환경에서는 알고리즘 성능이 다르게 나올 수가 있다.

참고 자료

문병로 (2013), ”쉽게 배우는 알고리즘“: 한빛아카데미. 칸 아카데미 https://ko.khanacademy.org/computing/computer-science/algorithms/asymptotic-notation/a/asymptotic-notation

들어가며

문제상황

• 코딩테스트를 준비하며 틈틈이 기본적인 알고리즘을 공부해왔다. 그러나 졸업논문 준비, 와플스튜디오 과제 등으로 알고리즘을 공부하는 시간이 감소했다.

  • 이론을 공부하고 문제 풀이에서 사용하고 구현해보는 만큼이나, 글로써 기록을 남기고 쉽게 설명하는 연습이 필요하다.

• 특히, 와플 스튜디오 프로젝트를 위해서라도 더욱 깔끔한 코드를 작성할 필요가 있다. 어떠한 코드는 언제 어디에서 분기해야 하는가? 어떠한 코드를 더욱 효율적으로 짤 순 없을까?

  • 이러한 고민은 특히 대량의 데이터를 다루거나 기기의 자원을 많이 써야하는 상황에서 필수적이다.

학습 목표

1. 코딩테스트에서 빈출되는 알고리즘을 학습하고, 백준이나 LeetCode 등 문제풀이에 사용해본다.
2. 가능하다면 실제 업무에서의 활용성과 예시 역시도 고려해본다.
3. 보충 학습 및 심화 학습으로 해당 코드를 응용해본다.

어떻게 공부할 것인가?

학습 자료

• Wikipedia, GeeksForGeeks 등의 웹사이트는 물론, Coursera 등의 동영상 강의를 활용한다. chatGPT와 알고리즘 서적 역시 이용한다.

학습 방식

• psuedo code와 함께 Java/Kotlin 코드로 알고리즘을 구현한다. 알고리즘 구현 과정에서 알고리즘 내부 혹은 언어 내에서 주의해야 할 부분을 살펴본다.

• 더 나아간다면, 코딩테스트와 관련해서는 알고리즘 순서도를 작성하는 연습까지도 도전해본다.

과제와 프로젝트

학습 과제

• 과제는 웹사이트, 강의, 알고리즘 서적 내의 연습 문제 풀이나 chatGPT를 활용한 심화/보충 학습을 필수로 한다.

들어가며

학습 목표

1. Adapter의 기본적인 개념, 특징, 사용법, 주의사항을 숙지한다.
2. Adapter 클래스를 목적에 맞게 커스터마이징하는 방법을 살펴본다.

학습 상황

1. Adapter를 이용해서 틱택토 게임을 구현한다.
2. 메인 게임 보드와 RecyclerView 내 게임 내역을 각기 다른 커스텀 어댑터 클래스를 이용해 구현해야 했다.

Adapter란?

Adapter의 개념

• Adapter는 중개자 역할을 수행하는 객체로, 데이터와 UI 요소 사이의 인터페이스 역할을 한다.

• Adapter는 데이터를 UI 요소로 변환하여 표시하거나, UI 요소에서 사용자 입력을 데이터로 변환한다.

• 주로 ListView, RecyclerView, Spinner 및 GridView 등에서 쓰인다.

Adapter의 특징

• 데이터 소스 연결

  Adapter는 데이터 소스 (배열, 목록, 데이터베이스)와 UI 요소 (리스트 아이템, 뷰 홀더) 간의 연결을 담당

• 재사용성

  Adapter는 UI 요소의 재사용을 관리하며, 데이터카 스크롤될 때 UI 요소를 효율적으로 재사용한다. 이는 메모리 및 성능 향상에 도움이 된다.

• 데이터와 뷰 결합

  Adapter는 데이터를 뷰에 바인딩하고 UI 요소를 데이터와 연결하여 데이터의 시각적 표현을 제공한다.

Adapter 사용법

1. 데이터 소스를 설정한다. 이는 View에 표시하려는 내용이다.

2. Adapter 클래스를 사용하여 데이터를 UI 요소로 변환하고, UI 요소를 레이아웃 파일과 연결한다.

3. Activity에서 AdapterView에 Adapter와 (RecyclerView라면) LayoutManager를 설정한다.

4. Adapter에 대한 이벤트 처리 및 사용자 입력 처리를 설정한다.

Adapter 사용 시 주의사항

• 성능 최적화 Adapter는 UI에서 재사용되므로 데이터를 효율적으로 처리하고, 불필요한 객체 생성을 피해야 한다.

• 데이터 업데이트 데이터가 동적으로 변경되면 Adapter에 변경 사항을 알려야 한다.

  • notifyDataSetChanged(), notifyItemChanged(position: Int), notifyItemInserted(position: Int), notifyItemRemoved(position: Int), notifyItemRangeChanged(positionStart: Int, itemCount: Int) 등을 이용한다.

• 뷰 홀더 뷰 홀더 패턴을 구현하여 뷰의 재사용을 최적화해야 한다

• Null 체크 null 예외를 방지하기 위해 null 체크 수행

• 쓰레드 데이터 업데이트나 UI 업데이트는 메인 스레드에서 수행되어야 한다.

Adapter 응용: 커스텀 어댑터

Adapter 클래스 커스터마이즈

1. Adapter 상속

   • ‘BaseAdapter’, ‘ArrayAdapter’, ‘RecyclerView.Adapter’ 등의 어댑터 클래스 중 하나를 상속한다.

2. 상속되는 추상 클래스에 필수적인 메서드 구현

   • BaseAdapter를 상속해서 커스텀 어댑터를 만들 수 있다. 필수적으로 구현해야 하는 메서드는 다음과 같다.
     • getCount(): 몇 개의 항목을 표시해야 하는 지, 데이터의 총 개수를 반환한다.
     • getItem(position: Int): 특정 위치에 잇는 데이터 항목을 반환한다.
     • getItemId(position: Int): 특정 위치에 있는 데이터 항목의 고유 ID를 반환한다.
     • getView(position: Int, convertView: View, parent: ViewGroup)이다. → 각 데이터 아이템을 렌더링해서 View 객체로 반환한다. 여기에서 convertView는 재사용할 레이아웃 요소를 의미한다. → convertView는 재활용 가능한 뷰 객체로, 이전 화면에 나타난 뷰 중 재사용 가능한 뷰를 나타낸다.

• ArrayAdapter는 BaseAdapter를 상속한 클래스로, 다음 메서드를 추가적으로 구현해야 한다.

  • constructor(context: Context, resource: Int, objects: List)

    Adapter를 초기화하는 생성자로 context는 액티비티 또는 컨텍스트, resourece는 각항목을 나타내는 레이아웃 리소스 ID, object는 리스트다.

• RecyclerView.Adapter에서는 뷰 홀더 패턴을 사용하는데, onCreateViewHolder 메서드 및 onBindViewHolder 메서드를 사용해 뷰 홀더를 생성하고 데이터를 바인딩한다.

3. 뷰 홀더 클래스 정의

   • 뷰 홀더 클래스를 내부 클래스로 정의하고, 해당 클래스에 뷰에 대한 참조를 저장한다.

4. 데이터 업데이트 메서드 및 이벤트 처리 추가

   • Adapter 내에 데이터를 업데이트 하는 메서드를 추가하고, 이를 호출해 데이터를 업데이트하면 변경 사항을 반영한다. 이는 이벤트 처리를 통해 이루어질 수도 있다.

들어가며

** 학습 목표 **

1. 뷰 바인딩 개념과 사용법에 대해서 알아본다.
2. findViewById와의 차이점에 대해 알아본다.
3. 뷰 바인딩의 한계에 대해 알아본다.

** 학습 상황**

1. 1차 과제에서 주로 썼던 findViewById()는 비용이 크다.
2. 뷰 바인딩을 이용해서 Tic Tac Toe 앱을 구현해야 했다.

뷰 바인딩이란?

** 뷰 바인딩 개념 **

• 뷰 바인딩은 XML 레이아웃 파일의 결합 클래스를 생성하고, 해당 인스턴스에서 레이아웃 내 ID가 있는 뷰를 직접 참조할 수 있는 방식이다.

• 즉, 레이아웃 파일에서 정의한 UI 요소를 자바/코틀린 코드와 바인딩하여 더욱 효과적으로 조작하는 데 도움이 된다.

뷰 바인딩 사용법

android {
    buildFeatures {
        viewBinding = true
    }
}

• build.gradle (app) 내에 위 코드를 추가하면, 뷰 바인딩을 이용할 수 있음.

• 뷰 바인딩에서는 바인딩 클래스가 자동으로 생성되기에, 해당 레이아웃 파일을 무시하려면 viewBindingIgnore = “true”를 레이아웃 파일의 루트 뷰에 추가하면 된다.

• 뷰 바인딩 과정

  1. inflate() 메서드 호출 시 활동에서 사용할 결합 클래스 인스턴스 생성
  2. getRoot() 메서드를 호출하거나 Kotlin 속성 구문을 사용해서 루트 뷰를 가져옴
  3. 루트 뷰를 setContentVIew()에 전달

findViewById와의 차이점

findViewById의 한계

• Null Safety가 보장되지 않음

  해당하는 뷰를 찾지 못하면, null 값을 반환하므로 NPE 에러가 발생한다. 따라서 개발자는 null check를 명시적으로 수행해야 한다.

• Type Safety가 보장되지 않음

  findViewById는 뷰를 캐스팅해야 하므로, 타입 안정성이 떨어진다. 또한, ClassCastException 에러가 발생할 수 있다.

• 속도가 느리다

  findViewById는 뷰 계층 구조에서 뷰를 검색하는 작업을 수행한다. 따라서 레이아웃이 복잡하고 계층 구조가 깊을 수록 검색 시간이 증가한다.

뷰 바인딩의 장점

• Null Safety 지원

  뷰 바인딩은 컴파일 과정에서 레이아웃 요소에 대해 뷰를 직접 참조하므로, 유효하지 않은 뷰 ID에 접근하여 NPE(Null pointer Exception)이 발생하는 경우가 없다.

• Type Safety 지원

  각 바인딩 클래스에 있는 필드 유형은 XML 파일에서 참조하는 뷰와 일치. 클래스 변환 예외 발생하지 않음.

• 비교적 빠른 속도

  뷰 바인딩은 미리 생성된 바인딩 클래스를 이용하므로, findViewById에 비해 효율적이다.

뷰 바인딩의 한계

*UI와 데이터 *

• 뷰 바인딩은 UI 요소에서 타입 안정성에 중점을 두나, 데이터-UI 간 상호작용에는 약하다.

• 즉, 데이터 처리와 비즈니스 로직 처리에는 적합하지 않다.

  → 이를 위해서는 데이터 바인딩을 이용하거나, VIewModel & LIveData, RxJava 등의 라이브러리를 이용해야 한다.

들어가며

학습 목표

1. 텍스트 크기 단위 dp와 sp의 특징을 알아본다.
2. pt 단위는 왜 쓰지 않는지 살펴본다.

학습 상황

• 텍스트 크기를 늘리면서 익숙한 단위인 pt를 쓴 부분에 코드 리뷰를 받았다. (dp, sp, pt를 모두 섞어썼다.)

dp와 sp

dp (density-independent pixel)

• dp는 밀도 독립형 픽셀으로, 휴대폰 화면의 픽셀 밀도와 관련있다.

• 디스플레이의 밀도(DPI, Dots Per Inch)에 따라 텍스트 크기가 조정된다.

  • 고밀도 화면에서는 텍스트가 더 작게, 저밀도 화면에서는 텍스트가 더 크게 나타난다.

• 서로 다른 여러 디바이스에서 디자인의 실제 크기를 보존해, 일관된 텍스트 크기를 유지하는 데 유용하다. (=밀도 독립성)

• 텍스트보다는 주로 레이아웃 크기에서 dp를 사용해 뷰가 두 화면에서 동일한 크기로 표시되도록 한다.

sp (scale-independent pixel)

• sp는 확장 가능 픽셀으로, 기본적으로 dp와 같은 크기지만 사용자의 글꼴 크기 설정에 영향을 받는다.

• 글꼴 크기를 크게 하면 sp 지정 텍스트도 커지고, 글꼴 크기를 작게 하면 sp 지정 텍스트도 작아진다.

• 밀도 독립성과 글꼴 크기 조정을 보장해, 사용자에게 유연성을 제공하고 접근성을 개선할 수 있다.

• 안드로이드 개발자 문서에서는 텍스트 크기 정의에 sp를 써야한다고 말한다. (레이아웃에는 sp를 써서는 안된다.)

pt

pt가 권장되지 않는 이유

• pt는 밀도 독립적이지도, 장치 독립적이지도 않다.

  • 같은 크기의 두 화면에서도 픽셀 수가 다를 수 있다.

Fig 1. 화면 크기와 픽셀 밀도
출처: https://developer.android.com/training/multiscreen/screendensities?hl=ko

• pt는 사용자가 글꼴 크기 조정에 영향을 받지 않아, 유연성과 접근성을 제공할 수 없다.

들어가며

학습목표

1. AndroidManifest.xml 파일 내, exported 속성의 기능을 살펴본다.
2. 해당 값이 true 혹은 false일 경우를 비교한다.
3. intent 혹은 intent-filter와 exported 속성이 맺는 관계를 살펴본다.

상황

• 새로운 화면을 구현하기 위해 액티비티를 추가할 때, 빌드 시 AndroidManifest.xml 내 오류가 떴다.

• 오류를 해결하기 위해 추가한 xml코드는 아래와 같다.

<activity
            android:name=".LoginActivity"
            android:exported="true">

exported 속성이란 무엇인가?

exported 속성의 역할

• exported 속성은 AndroidManifest.xml 파일에서 액티비티를 정의할 때 사용된다.

• 특히, 해당 액티비티가 다른 어플리케이션의 구성요소에서 접근할 수 있는지 여부를 결정한다.

exported 속성과 값

• exported="false"
  • intent-filter가 없는 경우, exported 속성의 기본값은 false다.
  • 해당 액티비티는 다른 앱에서 직접적으로 접근할 수 없고, 아래 항목에서만 접근할 수 있다.

1. 같은 애플리케이션의 구성요소
2. 사용자 ID가 같은 애플리케이션
3. 권한이 있는 시스템 구성요소

• exported="true"

  • intent-filter가 있는 경우에 사용한다.

  • 다른 앱에서 직접적으로 접근할 수 있으며, 명시적 인텐트에서 해당 액티비티의 클래스 이름을 사용하여 호출할 수 있다.

intent와 exported 속성

명시적 인텐트를 통한 호출

val intent = Intent()
intent.component = ComponentName("com.example.otherapp", "com.example.otherapp.LoginActivity")
startActivity(intent)

• 다른 앱에서 명시적 인텐트를 이용하여 LoginActivity를 호출할 수 있다.

위험성

• 다른 앱의 개발자가 구성요소 이름을 알아낸다면, 다른 앱이 해당 앱의 구성요소를 실행시킬 수 있다.

• 따라서 보안 메커니즘, 권한 관리, 외부 앱에서의 액세스에 유의해야 한다.

• 안드로이드 개발자 문서에서는 외부 앱으로부터 접근을 막기 위해, 다음과 같은 방식을 제시한다.

  자신의 앱만 구성 요소를 시작하는 것이 중요할 경우 매니페스트에 인텐트 필터를 선언하지 마세요. 그 대신 해당 구성 요소에 대해 exported 특성을 "false"로 설정하세요.

들어가며

학습목표

1. Intent가 하는 역할을 살펴본다.
2. Intent와 Intent-filter가 맺는 관계를 살펴본다.
3. AndroidManifest.xml 에서, Intent-filter 부분을 살펴본다.

** 상황 **

• 특정 버튼을 클릭하면, 다른 Activity로 화면이 넘어가고 값이 전달되는 로직을 구성해야 했다.
• 아래의 XML 코드가 어떤 기능을 하는지 살펴보아야 했다.

<intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
</intent-filter>

Intent란 무엇인가?

Intent의 기능

• Intent는 액티비티, 서비스, Broadcast Receiver, 콘텐츠 제공자라는 앱 컴포넌트 간 작업을 요청하거나 수행하며, 데이터를 전달하는 데 쓰인다.
• 안드로이드 개발자 문서에서는 크게 (1) 액티비티 시작 (2) 서비스 시작 (3) 브로드캐스트 전달 이라는 세 사례로 쓰임을 나눈다.

Intent의 형식

• Intent 객체는 작업을 수행할 구성 요소 판별에 필요한 정보를 담고 있다.

• Intent 객체는 (1) Action (2) Data (3) Category (4) Component Name (5) Extras (6) Flags 로 구성되어 있다.
  • Action은 수행하려는 작업을 나타낸다.
  • Data는 작업과 관련된 데이터로, 주로 Uri(Uniform Resource Information) 객체가 쓰인다.
  • Category는 해당 액티비티가 어떤 종류의 카테고리에 속하는 지 지정한다.
  • Extras는 Intent 내 키-값 쌍의 추가 정보를 다른 컴포넌트에 전달할 수 있게 해준다.
    • putExtra() 메서드로 키-값 쌍을 추가하거나, Bundle 객체를 Intent에 putExtra()로 삽입할 수 있다.
    • 키-값 쌍을 전달 받는 컴포넌트는 getExtra() 메서드를 이용할 수 있다.
  • Flags는 Intent 동작을 제어하는 데 사용된다.

Intent의 유형

• 명시적 인텐트는 액티비티나 서비스의 클래스 이름을 명확하게 드러낸다.
  • 화면 전환에 쓰이는 방식은 명시적 인텐트다.

• 암시적 인텐트는 시스템에 수행할 특정 작업을 요청하면, 시스템이 해당 작업을 처리할 수 있는 다른 구성요소를 찾아서 처리하도록 한다.

대표 예시

import android.content.Intent

// 액티비티 간 이동을 위한 명시적 Intent 생성 예제
val intent = Intent(this, TargetActivity::class.java)
startActivity(intent)

// 웹페이지 열기를 위한 암시적 Intent 생성 예제
val webPageUri = Uri.parse("http://www.example.com")
val webIntent = Intent(Intent.ACTION_VIEW, webPageUri)
startActivity(webIntent)

• 명시적 인텐트에서 this는 현재 액티비티를 나타내고, TargetActivity는 이동할 목표 액티비티를 의미한다.

• 암시적 인텐트에서 Intent.ACTION_VIEW는 웹페이지를 여는 액션을 의미하고, Uri.parse()는 URL을 Uri로 변환하여 인텐트에 포함시킨다.

Intent-filter란 무엇인가?

Intent-filter의 역할

• Intent-filter는 안드로이드 매니페스트 파일 내에서 정의되어, 앱의 컴포넌트가 어떤 인텐트를 수신하고 처리할 것인지를 알려준다. 이는 곧 암시적 인텐트다.

• 시스템은 액션, 데이터, 카테고리에 따라 인텐트를 인텐트 필터에 비교한다. 모두 통과해야만 해당 인텐트가 컴포넌트에 전달된다.

• Intent 내의 모든 카테고리가 인텐트 필터에 선언된 카테고리에 속해야 한다. 카테고리가 없는 인텐트는 필터에 무관하게 비교를 통과한다.

XML 코드 이해

intent-filter 내 코드 살펴보기

<intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
</intent-filter>

• ACTION_MAIN 액션은 주요 진입지점인 동시에 어떤 인텐트 데이터도 기대하지 않음을 나타낸다.

• CATEGORY_LAUNCHER 카테고리는 해당 액티비티의 아이콘이 시스템의 앱 시작 관리자에 배치됨을 나타낸다.

• <action>, <data>, <category>는 각각 허용된 인텐트 작업, 데이터 유형, 인텐트 카테고리를 선언한다.

1. 들어가며

• 와플스튜디오 21.5기에 합격하여, Android 세미나를 듣고 있다. 스프링을 혼자서 공부하며, 함께 리액트/안드로이드를 배워두고 싶었다.

  • 새로운 분야를 탐색하는 동시에, 이후 특정 웹/어플리케이션에서 DB를 효율적으로 연동하거나 관리하는 데 필요한 지식을 얻기를 기대한다.

• 공부에 크게 도움이 되는 방향으로 코드 리뷰를 해주셔서 감사하다. 비록 간단해보일지라도, 코딩 컨벤션 자체는 물론 코딩 테스트 준비에서도 적용되는 중요한 리뷰들이 많다.

• 여전히 진행중이지만 (1) 코드 리뷰를 받았거나, (2) 프로젝트 진행 중 기록해두면 유용한 내용을 기록한다.

2. 어떻게 공부할 것인가?

• 학습 과정에서 chatGPT를 최대한 많이 자주 사용하려고 한다. 적절한 질문으로 얻어낸 정보에 기반해서 Android Developer 공식 문서를 포함해, 여러 문서를 참고한다.

• 코틀린 안드로이드를 공부하며 프로젝트를 진행한다. 자바를 공부해왔기 때문에, 코틀린이 더욱 효율적으로 느껴지기도 한다. 코틀린에 걸맞는 방식을 고민하고 이용한다.

• 비록 아직은 적극적으로 활용하진 않지만, 단순 질문만이 아니라 공유하면 좋을 내용도 슬랙 잡담방에 공유해보려고 한다.

3. 과제와 프로젝트

• 과제는 Git을 이용해 fork & pull request를 이용한다. 과제 제출에서 브랜치를 이용하듯, 개인 프로젝트에서도 브랜치를 이용해 기능을 분리해서 구현해본다.

• 개인 프로젝트로는 "오늘공부" 앱을 간단하게 만들어보려고 한다. "오늘공부"는 친구들과 각자 공부를 이어나가며, 당일에 배웠던 내용을 간단하게 기록하여 복습하는 어플리케이션이다.

  • 연속 공부 일수, 최대 공부 일수, 프로필 등의 기능과 함께 레이아웃을 계획하고 구현해본다.

달성 기록과 공부 계획

• 골드 5를 달성했다.

  • "어떻게 잘 풀 것인가?" 하는 질문과 함께 "어떻게든 푼다"는 마인드셋의 중간에 있다.
  • Dynamic Programming, Tree/Heap를 더 탄탄히 할 필요가 있다.
  • 이제 한 달 간 복습과 함께 백트래킹, 그리디 알고리즘, DFS, BFS, 그래프 이론을 공부한다.

짧은 후기

• 8월은 본격적으로 정렬 알고리즘부터 다시 살펴보며 자바로 구현하고, 문제를 풀어보는 시간을 가지겠다.

  • 내가 잘 알고 있는지 손코딩을 해보기도 하는데, pseudo code와 다른 맛이 있어서 재밌다.

• 다른 풀이를 찾아보면서, 새로 알게된 점을 꾸준히 정리할 필요가 있다. 내 풀이에서 부족한 점 역시 반성해야 한다.

  • 이전에 풀었던 문제 역시 코드를 더 쉽게 설명할 수 있도록 글을 써본다.
  • 제대로 객체지향적인 코드를 짜본다.

다음 목표

• 9월에는 골드3 이상에 진입한다.

  • 티어보다 공부 밀도에 집중한다.
  • '와플 스튜디오'에 합격했기에 9월부터는 안드로이드 세미나도 듣고, 개인적으로 스프링 공부도 시작해야 하므로 PS는 복습과 구현에 초점을 둬본다.

• Python으로 풀던 계정이 있었으나, Java를 공부하기 위해 새로 계정을 만들었다.

  • 정적 타이핑 언어의 불편함과 편안함을 함께 느끼고 있다.
  • 파이썬에서는 트릭으로 풀어서 유야무야 넘어갔던 곳을 다시 제대로 볼 수 있다.

• 잔디를 심던 도중, 휴가 겸 여행을 다녀 와서 streak이 깨졌다.

• 8월은 본격적으로 정렬 알고리즘부터 다시 살펴보며 자바로 구현하고, 문제를 풀어보는 시간을 가지겠다.

  • 내가 잘 알고 있는지 손코딩을 해보기도 하는데, pseudo code와 다른 맛이 있어서 재밌다.

• 다른 풀이를 찾아보면서, 새로 알게된 점을 꾸준히 정리할 필요가 있다. 내 풀이에서 부족한 점 역시 반성해야 한다.

  • 이전에 풀었던 문제 역시 코드를 더 쉽게 설명할 수 있도록 글을 써본다.
  • 제대로 객체지향적인 코드를 짜본다.

• 8월에는 골드5 이상에 진입한다.

1.1 변수란?

변수 개념

값을 저장할 수 있는 메모리 상의 공간 → “단 하나의 값”

1.2 변수의 선언과 초기화

변수의 초기화

• int age; — 변수 타입과 변수 이름

• 초기화(initialization)

  메모리는 여러 프로그램이 공유하는 자원이므로 전에 다른 프로그램에 의해 저장된 ‘알 수 없는 값(쓰레기값, garbage value)’이 남아있을 수 있기 때문

• 대입 연산자 ‘=’을 사용

  지역 변수는 사용되기 전에 초기화를 반드시 해야하지만, 클래스 변수와 인스턴스 변수는 초기화 생략 가능

• 초기화는 변수를 사용하기 전에 처음으로 값을 저장하는 것

두 변수의 값 교환하기

int x = 10;
int y = 20;
int tmp;

• tmp를 임시 저장소로 사용

1.3 변수의 명명규칙

식별자

• 식별자(identifier): 프로그래밍에서 사용하는 모든 이름 → 서로 구분될 수 있어야 함

• 명명 규칙

  1. 대소문자가 구분되며, 길이에 제한이 없다

  2. 예약어를 사용해서는 안 된다 (구문 사용 단어)

  3. 숫자로 시작해서는 안 된다

  4. 특수문자는 ‘_’와 ‘$’만을 허용한다.

• 코딩 컨벤션

  1. 클래스 이름의 첫 글자는 항상 대문자로 한다

     → 변수와 메서드의 이름 첫 글자는 항상 소문자로 한다

  2. 여러 단어로 이루어진 이름은 단어의 첫 글자를 대문자로 한다

     ex) lastIndexOf, StringBuffer

  3. 상수의 이름은 모두 대문자로 한다. 여러 단어로 이루어진 경우 ‘_’로 구분한다

     ex) PI, MAX_NUMBER

• ‘의미 있는 이름’ ← 변수의 선언문에 주석으로 정보를 주는 것도 좋다

2. 변수의 타입

자료형

• 자료형(data type): 값이 저장될 크기와 저장형식을 정의

  → 문자형, 정수형, 실수형, …

기본형과 참조형

• 기본형 변수: 실제 값(data)을 저장 ↔ 참조형 변수: 값이 저장된 주소(memory address)를 값으로 가짐
• 자바는 참조형 변수 간의 연산을 할 수 없으므로 연산에 사용 되는 건 모두 기본형 변수
  1. 기본형: 논리형, 문자형, 정수형, 실수형
  2. 참조형: 나머지 타입
• 새로운 클래스 — 새로운 참조형 (변수의 타입으로 클래스 이름 사용) → 참조형 변수는 null 또는 객체의 주소를 값으로 가짐 → 참조형은 항상 ‘객체의 주소’를 저장하므로 ‘type’ (> ‘data type’)

2.1 기본형(primitive type)

논리형, 문자형, 정수형, 실수형

• int → CPU가 가장 효율적으로 처리할 수 있는 타입
• byte, short → 효율적인 실행보다 메모리 절약

기본 자료형의 종류와 크기

Fig 1. Java 기본 자료형의 값 범위 및 크기

각 타입의 변수가 저장할 수 있는 값의 범위

• 정수형의 경우, ‘-2^(n-1) ~ 2^(n-1)-1’ (n은 비트수)를 범위로 가짐

• 실수형은 정수형과 저장형식이 달라 같은 크기라도 훨씬 큰 값을 표현 가능

  → 그러나 오차가 발생할 수 있음 (정밀도가 높을수록 오차범위 줄어듦)

  → float: 정밀도 7자리, double: 정밀도 15자리

  → 10진수로 정밀도 X 자리의 수를 오차 없이 저장할 수 있다

2.2 상수와 리터럴 (constant and literal)

상수

• 상수(constant): 한 번 값을 저장하면 다른 값으로 변경할 수 없음 + 선언과 동시에 초기화

리터럴

• 그 자체로 값을 의미하는 것 ← 변수에 값을 대입할 때, 대입하는 바로 그 값이 리터럴

상수가 필요한 이유

• 리터럴에 ‘의미있는 이름’을 붙여서 코드의 이해와 수정을 쉽게 만든다

리터럴의 타입과 접미사

Fig 2. 타입 종류에 따른 리터럴과 접미사
- 변수의 타입은 저장될 ‘값의 타입’에 의해 결정됨
- JDK1.7부터 정수형 리터럴의 중간에 구분자 ‘_’를 넣을 수 있게 되어서 큰 숫자를 편하게 읽을 수 있게 됨

long big = 100_000_000_000L;
long hex = 0xFFFF_FFFF_FFFF_FFFL;
float pi = 3.14f; // float pi = 3.14; <- Error!
double rate = 1.618d;

• 접두사 ‘0x’, ‘0X’: 16진수 / ‘0’: 8진수

• 실수형 리터럴인데, 접미사가 없으면 double 타입 리터럴

• 소수점이나 10의 제곱을 나타내는 기호 E 혹은 e, 접미사 f, F, d, D를 포함하면 실수형 리터럴

• 잘 쓰이지는 않지만, 기호 p를 이용해 실수 리터럴을 16진 지수형태로 표현 가능

  → p는 2의 제곱을 의미: p의 왼쪽에는 16진수, 오른쪽에는 10진 정수

타입의 불일치

int i = 'A';
long l = 123;
double d = 3.14f;

int i = 0x123456789; // 에러. int값 범위 넘음
float f = 3.14; // 에러. float 범위 < double 범위

• 타입이 달라도 저장범위가 넓은 타입에 좁은 타입의 값을 저장하는 것은 허용됨

  → 그러나 리터럴의 값이 변수의 타입을 넘어서간, 리터럴의 타입이 범위가 더 넓으면 에러

  → byte와 short 타입은 리터럴 따로 존재 X: 범위 내에서 int 타입의 리터럴 사용

• double 타입은 float 타입의 변수에 저장할 수 없음

문자 리터럴과 문자열 리터럴

String str = ""; // OK. 내용이 없는 빈 문자열
char   ch  = ''; // 에러. '' 안에 반드시 하나 필요
char   ch  = ' '; // OK. 공백 문자로 변수 초기화.

• 문자 리터럴 = 문자 하나, 문자열 = 문자 둘 이상

  → 문자열 리터럴은 “”안에 아무런 문자 넣지 않는 것 허용(empty string)

  → 반면, 문자 리터럴은 ‘’안에 하나의 문자가 있어야 함.

• 원래 스트링은 클래스이므로 객체 생성 연산자 new를 사용해야 하지만, 특별히 위 표현 허용

• 추가적으로, 스트링은 덧셈연산자를 이용해 문자열 결합 가능 (왼쪽 → 오른쪽 진행)

  피연산자중 어느 한 쪽이 String 이면 나머지 한 쪽을 먼저 String으로 변환한 다음 두 String 결합

  → 기본형 타입의 값을 문자열로 변환할 때는 아무런 내용도 없는 빈 문자열을 더하기

2.3 형식화된 출력 - printf()

println()과 printf()의 차이

• println()은 사용하기엔 편하지만 변수의 값을 그대로 출력 → 값을 변환하지 않고는 출력 X

  ↔ printf()는 지시자(specifier)를 통해 변수의 값을 여러가지 형식으로 변환하여 출력

  → 정수형 변수에 저장된 값을 십진수로 변형할 때는 %d를 사용

  → 출력될 값과 지시자의 개수 및 순서는 일치해야 함

• printf()는 줄바꿈을 하지 않는다 → 지시자 %n을 따로 넣어줘야 한다 (\n보다 안전)

printf()의 지시자

Fig 3. printf() 지시자

• 정수를 출력할 때는 지시자 %d를 사용하는데, 출력될 값이 차지할 공간을 숫자로 지정 가능

  → 간격 맞춰 출력할 때 필수

• 정수 출력 예시

  1. ‘%5d’ → 5자리 차지, 우측 정렬, 나머지 빈 공간

  2. ‘%-5d’ → 5자리 차지, 좌측 정렬, 나머지 빈 공간

  3. ‘%0d’ → 5자리 차지, 우측 정렬, 나머지 0

  4. 지시자 ‘%x’와 ‘%o’에 ‘#’을 사용하면 접두사 ‘0x’와 ‘0’이 각각 붙는다

     → 그리고 ‘%X”는 16진수 사용 접두사와 영문자를 대문자로 출력한다

• 10진수를 2진수로 출력해주는 지시자는 없기에, 정수를 2진 문자열로 변환해주는 ‘Integer.toBinarySTring(int i)’를 사용해야 한다

  → 정수를 2진수로 변환해서 문자열로 반환하므로 지시자 ‘%s’를 사용

• C언어에서는 char 타입의 값을 지시자 ‘%d’로 출력할 수 있지만, 자바에서는 허용되지 않는다

    System.out.printf("c=%c, %d %n", c, (int)c); // 형변환이 꼭 필요하다

  → int 타입으로 형변환해야만 ‘%d’로 출력할 수 있다.

• %f는 기본적으로 소수점 아래 6자리까지만 출력. 따라서 소수점 아래 7자리에서 반올림.

    System.out.printf("d = %14.10f%n", d); 
    // 전체 14자리 중 소수점 아래 10자리, 소수점 아래 빈 자리는 모두 0, 정수의 빈자리는 공백
    System.out.printf("d = %014.10f%n", d); 
    // 전체 14자리 중 소수점 아래 10자리, 소수점 아래와 정수부 양쪽 빈자리를 모두 0으로 채움

  → 소수점 아래의 자리수를 지정할 수도 있다

• 지시자 ‘%s’도 숫자를 추가하면 원하는 만큼의 출력 공간 확보 혹은 문자열 일부 출력 가능

  ‘%’ : 포맷 문자열 시작

  ‘.’ 왼쪽의 수: 필드의 최소 너비 지정

  ‘.n’: 최대 문자열 길이 지정 (n=숫자)

  ‘s’: 문자열

    System.out.printf("[%s]%n",    url); // 문자열의 길이만큼 출력공간 확보
    System.out.printf("[%20s]%n",  url); // 최소 20글자 출력공간 확보. (우측 정렬)
    System.out.printf("[%-20s]%n", url); // 최소 20글자 출력공간 확보. (좌측 정렬)
    System.out.printf("[%.8s]%n",  url); // 왼쪽에서 8글자만 출력
    System.out.printf("[%8.8s]%n", url); // 오른쪽에서 8글자만 출력
  

2.4 화면에서 입력받기 - Scanner

Scanner 클래스 이용 전

• 최신 방법은 JDK 1.6 부터 추가된 Console 클래스를 이용

  → IDE에서 잘 동작하지 않으므로 Scanner 클래스 이용

Scanner 클래스 이용 과정

import java.util.*

Scanner scanner = new Scanner(System.in); // Scanner 클래스의 객체를 생성
String input = scanner.nextLine(); // 입력 받은 내용을 input에 저장
int num = Integer.parseInt(input); // 입력받은 내용을 input 타입의 값으로 변환

// 입력받은 문자열을 숫자로 변환하려면 Integer.parseInt() 이용 (string -> int)
// 입력받은 문자열을 정수로 변환하려면 Float.parseFloat() 이용 (string -> float)

• 사실 스캐너 클래스에는 nextInt()나 nextFloat()와 같이 변환 없이 숫자로 바로 입력받을 수 있는 메서드도 있음

    import java.util.*;
  
    class ScannerEx {
        public static void main(String[] args) {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
  
            System.out.print("두자리 정수를 하나 입력해주세요.>");
            String input = scanner.nextLine();
            int num = Integer.parseInt(input); // 입력받은 문자열을 숫자로 변환
  
            System.out.println("입력내용 :"+input);
            System.out.printf("num=%d%n", num);
            }
    }

  → 그러나 연속적으로 값을 입력 받아 사용하기에 까다롭다

  → 모든 값을 nextLine()으로 입력받아 적절히 변환하는 게 낫다

  → 숫자가 아닌 문자 또는 기호를 입력하면, 에러 발생 (공백 입력 주의!)

글과 관련해

• 코드 내에서 쓰이는 주석은 제가 추가로 단 것입니다.
• 모든 코드는 해당 책에서 참고했습니다.
• '나가며' 파트는 저 스스로 던져보는 질문입니다.

선요약 및 정리

• 지난 시간에는 티켓 판매라는 일에 관련된 여러 클래스를 구현해보았습니다. 이번 시간에는 지난 시간에 짠 코드의 문제점을 살펴봅니다.
• 1장 (2)에서 중심 내용은 1장 (1)에서 짠 코드가 변경 용이성과 의사소통이라는 목적을 만족하지 못한다는 것입니다. 이는 객체의 의존성과도 크게 연관됩니다.
• 제가 보기에, 객체에 적절한 의존성을 부여하는 방법으로 그 자신이 포함하는 '인스턴스 변수'에 관련된 행위는 내부에서 처리하는 것입니다. 다른 객체는 해당 객체에게 명령하거나, 권한을 주거나, 요청을 하는 식으로 소통할 수 있다고 생각합니다.

Ch 01. 객체, 설계 (2)

02. 무엇이 문제인가

로버트 마틴, "클린 소프트웨어: 애자일 원칙과 패턴, 그리고 실천 방법"

• 모듈: 클래스나 패키지, 라이브러리와 같이 프로그램을 구성하는 임의의 요소
• 모든 모듈은 (1) 제대로 실행돼야 하고, (2) 변경이 용이해야 하며, (3) 이해하기 쉬워야 한다 → (1) 앞서 작성한 프로그램은 필요 기능을 오류 없이 수행 → ~(2), ~(3) 그러나 변경 용이성과 의사소통이라는 목적은 만족 X

예상을 빗나가는 코드

public class Theater {
  private TicketSeller ticketSeller;

  public Theater(TicketSeller ticketSeller) {
    this.ticketSeller = ticketSeller;
  }

  public void enter(Audience audience) {
    if (audience.getBag().hasInvitation()) {
        Ticket ticket = ticketSeller.getTicketOffice().getTIcket();
        audience.getBag().setTicket(ticket);
      // 허락 없이 audience의 ticket 에 접근
      } else { 
        Ticket ticket = ticketSeller.getTicketOffice().getTicket();
        audience.getBag().minusAmount(ticket.getFee());
      // 허락 없이 audience의 amount에 접근
        ticketSeller.getTicketOffice.plusAmount(ticket.getFee());
      // 허락 없이 ticketSeller에 접근해 ticketOffice 내 현금 접근                
      audience.getBag().setTicket(ticket);
      // 허락 없이 audience의 ticket에 접근
      }
  }
}   

• 관람객과 판매원이 소극장의 통제를 받는 수동적인 존재로 그려짐 → 소극장이 허락 없이 티켓과 현금에 접근 가능
• 또한 코드를 이해하기 위해서 여러 세부적인 내용(Bag과 을 한꺼번에 기억하고 있어야함
• 가장 심각한 문제: Audience와 TicketSeller를 변경할 경우 Theater도 함께 변경해야 함

변경에 취약한 코드

• 객체 사이의 의존성(dependency)와 관련된 문제 → 어떤 객체가 변경될 때 그 객체에게 의존하는 다른 객체도 함께 변경될 수 있다 → 필요한 최소한의 의존성만 유지하고 불필요한 의존성을 제거
• 결합도(coupling)이 높다: 객체 사이의 의존성이 과하다
• 현재 구현된 코드에서는 Theater가 다른 클래스에 과도하게 의존하고 있다 → 관람객이 가방이 없거나, 결제를 신용카드로 해야하는 경우?

나가며

더 나아가기

• 의존성이란 정확히 무엇이고, 어느 정도의 의존성이 가장 적절한가? (물론 case by case겠지만)

  1. 그렇다면 위 Theater은 어떤 정도까지 변화해야 하는가? → Theater가 관람객과 매표원-매표소를 '직접' 들여다 보는 대신, 관련된 명령을 내리거나 접근 권한을 주면 어떨까? (실제로도 소극장은 오히려 규칙/명령을 내리거나 권한을 부여하는 존재가 아닌가?)

  2. Audience 역시 단순히 '가방'을 들고 있는 것에서 그치지 않고, 나름의 합당한 행동을 해야하지 않을까? → 예를 들면 '티켓'을 구매하거나 요청하며, 돈을 지불하는 것은 관객의 역할이다. → 매표원 역시 '티켓'을 '현금'으로 교환하고, 그러한 '현금'을 매표소에 넣거나 '티켓'을 매표소에서 빼오는 역할을 해야할 것이다.

• 의존성에 대한 논의들 찾아보기 → 일단 위 두 질문에서, 나름대로 정리해보자면 객체는 '자신이 할 수 있는 만큼'은 자신 내에서 처리해야 한다.

글과 관련해

• 코드 내에서 쓰이는 주석은 제가 추가로 단 것입니다.
• 모든 코드는 최하단 참고문헌에서 참고했습니다.

선요약 및 정리

• 오브젝트의 부제는 "코드로 이해하는 객체지향 설계"입니다. 저자는 이론보다도 실무가 우선한다고 밝히며, 코드를 중심으로 '객체 지향'에 관해 살펴보기를 권합니다.
• 1장 (1)에서는, 티켓 판매 애플리케이션이라는 예시를 들며, 각 객체가 갖는 속성(인스턴수 변수)과 기능(메서드)에 기반해 객체들을 구현합니다.
• 제가 보기에, 중점은 단순히 구현에 있는 것이 아니라, 각 객체들이 서로 맺고 있는 관계를 살펴보는 것에 있습니다.

Ch 01. 객체, 설계 (1)

객체 지향에 있어 실무와 이론

• 로버트 L 글래스; "이론이 먼저일까 실무가 먼저일까?"

• 어떤 분야든 초기 단계: 아무것도 없는 상태 → 이론을 정립하기보다는 실무를 관찰한 결과를 바탕으로 이론을 정립하는 것이 최선

01. 티켓 판매 애플리케이션 구현하기

기본 원리

• 추첨을 통해 선정된 관람객에게 공연을 무료로 관람할 수 있는 초대장 발송

• 이벤트에 당첨된 관람객과 그렇지 못한 관람객은 다른 방식으로 입장시켜야 한다

초대장 구현

    public class Invitation { // 초대 일자를 인스턴수 변수로 포함
      private LocalDateTime when;
   } 

• 티켓에는 공연의 날짜가 적혀 있어야 합니다.

티켓 구현

    public class Ticket {
      private Long fee; // 클래스 내부에서만 접근

      public Long getFee() { // 클래스 외부에서 값 이용 가능
        return fee;
      }
  }

• 공연 관람은 티켓이 있어야만 가능합니다.

** 가방 구현 **

    public class Bag {
        private Long amount;
        private Invitation invitation;
        private Ticket ticket;

      public boolean hasInvitation() { // 초대장 소지 여부
        return invitation != null;
      }

      public boolean hasTicket() { // 티켓 소지 여부
        return ticket != null;
      }

      public void setTicket(Ticket ticket) { // 티켓 설정
          this.ticket = ticket;
      }

      public void minusAmount(Long amount) { // 현금 감소
          this.amount -= amount;
      }

      public void plusAmount(Long amount) { // 현금 증가
          this.amount += amount;
      }
    }

• 관람객이 소지품을 넣어두는 Bag 클래스는 현금(amount), 초대장(invitation), 티켓(ticket)을 인스턴스 변수로 포함합니다.

• 이벤트 당첨자는 티켓으로 교환할 초대장을 가지고 있고, 미당첨자는 현금을 보유합니다. 티켓을 구매하거나 초대장과 교환하기 전, 초기 상태에는 두 가지 경우가 있습니다.

  1. 초대장이 있고, 현금도 있다. (이후 현금 양 상관 X)
  2. 초대장은 없고, 현금은 있다. (이후 현금 양 상관 O)

** Bag 클래스에 생성자 추가 **

    public class Bag {
        public Bag(long amount) { // 초대장 없음
          this(null, amount);
        }

      public Bag(Invitation invitation, long amount) { // 초대장 있음
        this.invitation = invitation;
        this.amount = amount;
        }
    } 

• Bag의 인스턴스를 생성하는 시점에, 방금 살펴본 제약을 강제할 수 있도록 생성자를 추가합니다.

관람객 구현

    public class Audience { // 관람객은 가방을 소지
        private Bag bag;

        public Audience(Bag bag) {
          this.bag = bag;
        }

        public Bag getBag() { // 외부에서 bag에 접근
          return bag;
        }
    }

• 관람객은 가방을 소지하고 있다.

매표소 구현

    public class TicketOffice {
        private Long amount;
        private List<Ticket> tickets = new ArrayList<>();

        public TicketOffice(Long amount, Ticket ... tickets) {
          this.amount = amount;
          this.tickets.addAll(Arrays.asList(tickets));
        }

        public Ticket getTicket() { // 티켓을 주면서, 하나 제거
          return tickets.remove(0);
        }

        public void minusAmount(Long amount) { // 현금 감소
          this.amount -= amount;
        }

        public void plusAmount(Long amount) { // 현금 증가
      this.amount += amount;
        }
    }

• 매표소에는 티켓과 금액이 보관되어 있다. 매표소는 자원을 보관하는 곳이다.

** 매표원 구현 **

    public class TicketSeller {
        private TicketOffice ticketOffice;

        public TicketSeller(TicketOffice ticketOffice) {
          this.ticketOffice = ticketOffice;
        }

        public TicketOffice getTicketOffice() {
        return ticektOffice;
        }
    }

• 매표원은 매표소에서 티켓을 교환해주거나 판매하는 역할을 한다. 즉, 매표소에 접근할 수 있어야 한다.

소극장 구현

    public class Theater {
        private TicketSeller ticketSeller;

        public Theater(TicketSeller ticketSeller) {
          this.ticketSeller = ticketSeller;
        }

        public void enter(Audience audience) {
          if (audience.getBag().hasInvitation()) { // 초대장 O, 교환
            Ticket ticket = ticketSeller.getTicketOffice().getTIcket();
            audience.getBag().setTicket(ticket);
          } else { // 초대장 X, 현금 받고 티켓 주기
            Ticket ticket = ticketSeller.getTicektOffice().getTicket();
            audience.getBag().minusAmount(ticekt.getFee());
            ticketSeller.getTicketOffice.plusAmount(ticket.getFee());                
          audience.getBag().setTicket(ticket);
          }
        }
    }

• 소극장은 관람객의 가방 안에 초대장이 들어 있는지를 조건으로, 만약 아니라면 현금이 충분한지를 조건으로 입장 여부를 결정한다
  1. 초대장이 있다면: 이벤트에 당첨된 관람객 → 티켓을 관람객의 가방 안에 넣어줌 2. 초대장이 없다면: 티켓을 판매해야 함 → 관람객 금액 차감 후 매표소 금액 증가

** 그러나 **

• 위 프로그램은 문제점을 가지고 있다. (2장에서 계속)

나가며

** 질문들 **

• 만약 각 객체들이 스스로 숨기는 것 없이 쓰인다면, 왜 객체를 나누어야 하는가? 이런 경우에는 소극장 안에 다 넣는 것과 큰 차이가 없지 않나?
  1. 소극장과 매표원
  2. 소극장과 관람객의 가방

• 매표소와 매표원을 '자동 매표 기계'라고 생각하면 더 간단해지지 않을까? 혹은 '자동 매표 기계'로 했을 때 문제점은 무엇일까? 지금 생각나는 단점은, 클래스가 하나 더 줄어든다는 점에 비해서 1. 자원 저장 및 2. 티켓 교환 (자원 분배) 이라는 두 기능이 분리되지 않아 오히려 더욱 복잡한 구조를 만들 수 있다는 점이다.

1.1 자바란?

자바의 특징

• 운영체제에 독립적 → 프로그램 변경 없이도 실행 가능
• 클래스 라이브러리를 통해 프로그래밍에 필요한 요소 기본 제공

1.2 자바의 역사

• C++의 장점을 도입하고 단점을 보완 (1996년 1월 탄생)

1.3 자바 언어의 특징

1. 운영체제에 독립적임

   프로그램은 운영체제나 하드웨어가 아닌 JVM과 통신 → JVM은 운영체제에게 변환하여 전달

2. 객체지향언어임

   상속, 캡슐화, 다양성이 잘 적용됨

3. 비교적 배우기 쉬움

   연산자, 기본구문 from C++, 객체지향관련 from smalltalk

4. 자동 메모리 관리

   따로 메모리 관리 필요성이 없음

5. 네트워크와 분산처리 지원

   Java API를 통해 쉽게 네트워크 관련 프로그램 개발 가능

6. 멀티 쓰레드 지원

   시스템과 관계 없이 구현 가능하며, 관련 라이브러리 제공.

   → 스케쥴링을 자바 인터프리터가 담당

7. 동적 로딩 지원

   여러 개의 클래스는 실행 시가 아니라 필요한 시점에 로딩

   일부 클래스가 변경되어도 전체 애플리케이션 재 컴파일 필요 없음

1.4 JVM(Java Virtual Machine)

• JVM은 Java virtual machine의 준말.

일반 애플리케이션

• OS만 거치고 하드웨어로 전달 → App: OS 종속적

Java 애플리케이션

• JVM을 거치고, JVM이 OS 단을 거친다 → App: OS 및 하드웨어 독립적 (단, JVM: OS 종속적)

2. 자바개발환경 구축하기

2.1 자바 개발도구(JDK) 설치하기

• JDK(Java Development Kit) 설치가 필요 → http://java.sun.com (불가능) → https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/

주요 실행 파일들

• javac.exe: 자바 컴파일러 → c: … >javac 파일명.java
• java.exe: 자바 인터프리터 → c: … >java 파일명
• javap.exe: 역어셈블러 → c: … >javap 파일명 > 파일명.java (‘-c’ 옵션: 바이트코드로 컴파일된 내용도 확인 가능)
• javadoc.exe: 자동 문서 생성기 (Java API 형식의 문서) → c: … >javadoc 파일명.java
• jar.exe: 압축 프로그램 (실행 관련, 클래스 파일 → jar) → c:.. >jar cvf 파일명.jar 클래스명1.class 클래스명2.class (압축) → c:.. >jar xvf 파일명.jar (압축 풀기)

2.2 Java API 문서 설치하기

• http://java.sun.com 에서 다운로드 가능 → 현재는 https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/

3. 자바로 프로그램 작성하기

3.1 Hello.java

• eclipse, IntelliJ 등 고급 개발도구 사용 추천

주의점

• 모든 코드는 반드시 클래스 안에 존재해야 함

  class 클래스이름 { // w/ public class: 소스 파일을 클래스 이름과 동일하게 해야 함
    public static void main(String[] args) // main 메서드의 선언부
    {
        // 실행될 문장들
    }
  }

• 괄호: 메서드의 시작과 끝

• 하나의 소스파일에 하나의 클래스만을 정의하는 것이 보통 → 둘 이상도 가능

• 소스 파일의 이름은 public class의 이름과 일치 해야 한다 → 소스 파일 내에 public class가 없을 때? → 소스 파일의 이름은 어떤 클래스의 이름도 상관없음

3.2 자주 발생하는 에러와 해결방법

대표적 예시들

1. cannot find symbol 또는 cannot resolve symbol

   변수나 메서드가 선언되지 않았거나, 그 이름을 잘못 사용한 경우

2. ‘;’ expected

   모든 문장의 끝에 붙여야 할 ‘;’ 가 없음

3. Exception in thread “main” java.lang.NoSuchMethodError: main

   main 메서드가 없거나 입력 시 잘못되어 인식하지 못할 때

4. Exception in thread “main” java.lang.NoClassDefFoundError: 클래스명

   클래스를 인식하지 못할 때 → 이상이 없다면 클래스패스의 설정 재확인

5. illegal start of expression

   문법적 오류

6. class, interface, or enum expected

   키워드가 없다는 뜻이나, 괄호가 짝이 맞지 않는 경우

에러 발생 시 순서도

1. 에러 메시지 + 해당 라인 및 주변 살펴보기
2. 기본적 부분 재확인
3. 의심 부분 주석 처리하거나 따로 떼어내서 처리

3.3 자바프로그램 실행과정

내부적 진행 순서

1. 클래스 (파일) 로드
2. 클래스 파일 검사 → 파일 형식, 악성코드
3. 지정된 클래스에서 main (String[] args) 호출

3.4 주석

주석의 역할

• 프로그램 코드에 대한 설명과 프로그램 정보 제공

주석의 종류

1. 범위 주석: ‘/’와 ‘/’ 사이 내용을 주석
2. 한 줄 주석: ‘//’부터 라인 끝까지를 주석

3.5 이 책으로 공부하는 방법

연습문제

• https://codechobo.tistory.com/1

참고 및 탐구

References

남궁성. "자바를 시작하기 전에." Java의 정석. 도우, 2016.

공부할 주제

• 따로 Java의 역사를 공부하며 C/C++ 와의 차이를 기술
  • 완료 링크: (미완)
• 'public static void main(String[] args)'와 관련해, 메서드 선언에 관한 공부
  • 완료 링크: (미완)

비트필드의 기본 개념과 특징

비트필드 기본 개념

비트 필드는 메모리를 절약하기 위한 도구로 쓰였습니다. 비트 필드는 참-거짓 값을 여럿 결합해서 하나의 바이트로 만들어, 메모리를 절약합니다. 이 참-거짓들이 하나의 비트 필드로 묶이는 셈입니다.

특히 C/C++에서 정수형 저장에는 16비트가 필요한 것에 반해, 저장에는 1~2비트만 필요한 경우가 있습니다. 이러한 이유에서, 비트필드는 낮은 값을 갖는 정수 변수가 많을 프로그램일 때, 메모리 소비를 줄일 수 있습니다.

비트 필드 예시와 설명

// Code 1.
package oracle.hcj.constants;
public class Car {
 public final static int POWER_WINDOWS = 1;
 public final static int POWER_LOCKS = 2;
 public final static int SNOW_TIRES = 4;
 public final static int STANDARD_TIRES = 8;
 public final static int CRUISE_CONTROL = 16;
 public final static int CD_PLAYER = 32;
 public final static int AIR_CONDITIONING = 64;
 private int options;
 public Car( ) {
 }
 public void setOptions(final int options) {
 this.options = options;
 }
 public int getOptions( ) {
 return this.options;
 }
}

Fig 1. Options in 'Car'

위 예시에서 비트필드는 여러 옵션을 가질 수 있는데, 이런 옵션들은 정수형으로 비트 필드에 저장됩니다.

바이트 내 비트가 2의 제곱수로 커지기 때문에, 항상 2의 배수를 값으로 가지게 될 겁니다. 그래서 비트 필드는 다른 상수와 구분하기가 쉽습니다.

각 비트마다 1(참) 혹은 0(거짓)으로 해당 옵션의 유무를 나타내게 됩니다.

비트 필드와 비트 어레이 차이

그러나 비트 필드는 비트 어레이와 차이점이 있습니다.

1. 비트 어레이

   정수 타입보다 크기가 크고, 정수로 인덱스된 많은 비트의 집합을 저장하는 데 쓰입니다.

2. 비트 필드

   크기가 워드의 크기를 넘지 않습니다. 여기에서 워드는 명령어나 연산을 통해 저장 장치에서 옮길 수 있는 데이터 단위이자, 한 명령어로 실행될 수 있는 데이터 처리 단위입니다.

비트 필드의 사용과 문제점

비트 필드의 사용

1. 비트 필드의 대체

   비트 필드는 논리 연산자를 이용해서도 만들 수 있습니다. 각 옵션에 할당된 수가 2의 제곱수임을 고려하면, OR 연산을 이용해 나온 합이 차가 갖는 옵션을 알려준다고도 할 수 있습니다. 어떤 수든 해당하는 비트 조합은 하나인 까닭입니다. 혹은 XOR 연산을 이용해, 쉽게 옵션을 제거할 수도 있습니다.

2. 비트 필드의 비교

   논리 연산자로 비트 필드를 비교할 수 있습니다. 위의 예시에서 AND 연산자를 이용해, 두 피연산자의 비트를 비교할 수 있습니다. 만약 결과값이 1이라면, 차는 해당 옵션을 가지고 있다고 생각할 수 있습니다.

** 비트 필드의 문제점 **

Java에서 비트필드는 JDK 내 리플렉션(reflection)에서의 기능들과 연관됩니다. 리플렉션은 필드, 클래스, 생성자, 혹은 메소드에서 제어자(modifier)를 저장하기 위해 사용됩니다. 그러나 비트 필드는 아래와 같은 문제점이 있습니다.

1. 상호 배제성 (mutual exclusivity)

   위 예시에서, 차는 standard tire와 snow tire 둘 중 하나만 가질 수 있습니다. 만약 두 타이어 모두에 비트를 둔다면, 데이터가 오염될 수 있습니다.

2. 제한된 확장성 (limited expandability)

   만약 차에 새로운 옵션이 몇 백 개 추가된다면, 한 정수형 안에는 모든 비트를 담을 수가 없습니다. 만약 코드를 바꿀 수 있다해도, 기본적인 객체 지향에서의 캡슐화를 어기게 됩니다.

3. 부적절한 캡슐화 (improper encapsulation)

   캡슐화의 근본 원리 중 하나는 클래스 사용자로부터 객체를 숨기는 것입니다. 반면, 비트 필드는 내부 구현을 사용자에게 드러냅니다.

   또한, 여러 옵션을 비트 필드 하나에 귀속시키므로, 인터페이스가 어지러워 집니다. 어떤 옵션을 가지고 있는지 확인하기 위해서는 다른 옵션을 확인할 필요가 없어야 합니다.

   대안으로는, 차 클래스 안에 상호 배제적이지 않은 옵션을 세트로 둘 수 있습니다.

References

[Code 1. , Fig 1.] http://underpop.online.fr/j/java/hardcore-java/hardcorejv-chp-7-sect-2.html

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Bit_field https://ko.m.wikipedia.org/wiki/워드_(컴퓨팅)