데이터 타입과 타입 캐스팅

리터럴과 변수

int year = 2019;

2019처럼 쓰이는 프로그램 요소를 리터럴(Literal)이라 한다. 리터럴은 소스 코드에서 값을 표현한다. 대부분, 리터럴과 같은 타입으로 값이 생성된다. --자바에서 리터럴과 같은 타입의 값이 만들어지는 않는 몇 안 되는 예가 있는데, 뒤에서 다룬다.--

year처럼 쓰이는 프로그램 요소를 변수라 한다. 변수란 값을 저장하기 위해 이름 붙인 메모리 공간으로 크기는 데이터 타입으로 결정된다.

데이터 타입

자바 데이터 타입은 두 종류로 나뉜다.

• 기본 데이터 타입(Primitive Data Types)
• 참조 데이터 타입(Reference Data Types)

기본 데이터 타입은 일반적인 데이터를 위한 타입이다. 참조 데이터 타입은 객체지향 프로그래밍 언어에서 추가된 데이터 타입으로 참조 데이터를 위한 타입이다. 참조 데이터는 객체에 접근하기 위해 사용된다.

기본 데이터 타입

기본 데이터 타입에는 boolean, char, byte, short, int, long, float, double이 있다.

boolean

boolean 타입에는 true와 false의 두 가지 값만 있다.

boolean signIn = true;

char

char 타입은 2바이트 단일 문자다. 자바는 작은따옴표를 사용해 char 데이터를 표현한다. 다음 예는 문자, 유니코드 문자, 제어 문자를 작은따옴표('')를 사용해 표현하고 있다.

char grade = 'A';
char ch = '\uFFFF';//UTF-16 문자셋에서 16진수 FFFF에 해당
char ech = '\n';//new line
char ech = '\b';//백스페이스
char ech = '\t';//탭
char ech = '\\';//역슬래시
char ech = '\"';//큰 따옴표
char ech = '\'';//작은 따옴표

byte

byte 타입 1바이트 정수다.

byte weight = 71;

short

short 타입은 2바이트 정수다.

short bill = 30000;

int

int 타입 4바이트 정수다.

int balance = 56219618;

long

long 타입은 8바이트 정수다. 리터럴에는 대문자 L를 붙인다.

long worldPopulation = 7786000000L;

float

float 타입은 4바이트 실수다. 리터럴에는 소문자 f를 붙인다.

float rate = 6.195f;

double

double 타입은 8바이트 실수다.

double rate = 6.195;

값의 데이터 타입이 결정되는 규칙

다음은 '값의 데이터 타입이 어떻게 정해지는가?'에 대한 설명이다.

int i1 = 3;//정수형 숫자 뒤에 아무것도 붙지 않으면 int 리터럴이다.
long l1 = 4;//4는 int 리터럴이다.

int 리터럴이 int 값이 되듯이, 대부분 리터럴 타입과 같은 타입의 값이 만들어진다. 하지만 int의 경우 int 리터럴이 byte나 short 타입 값이 되기도 한다. 다음 예를 보자.

byte b = 1; //1은 int 리터럴이지만 byte 값이 된다.
short s = 2; //2는 int 리터럴이지만 short 값이 된다.

자바에는 byte와 short를 타입 값을 표현하기 위한 리터럴이 따로 없기 때문에 이런 규칙이 필요하다.

모든 리터럴이 값이 되지는 않는다.

int i2 = 3000000000; //컴파일 에러

3000000000(30억)은 int 리터럴이지만 int 범위를 벗어난다. 그 결과 int 값이 만들어지지 않고 컴파일 에러가 발생한다.

정수 숫자 뒤에 L이 붙으면 long 리터럴이다.

long l2 = 3000000000L; //3000000000L은 long 리터럴이다.

숫자 뒤에 알파벳이 붙지 않는 소수점을 가진 숫자나 숫자 뒤에 D 또는 d가 붙으면 double 리터럴이다.

double d1 = 3.14;  //3.14는 double 리터럴이다.
double d2 = 3.14D; //3.14D는 double 리터럴이다.
double d3 = 3.14d; //3.14d는 double 리터럴이다.
float f1 = 3.14;   //컴파일 에러. double 타입 값을 float 타입 변수에 할당할 수 없다.

숫자 뒤에 f가 붙으면 float 리터럴이다.

float f2 = 3.14f; //3.14f는 float 리터럴이다.

참조 타입(Reference Type)

자바 변수 선언에서 변수 앞에 데이터 타입을 반드시 두어야 한다.

Student kim = new Student();

변수 kim의 데이터 타입은 Student이다. Student는 기본 타입에 없으니 참조 타입이다. 참조 타입에서 타입은 자바 클래스다. kim을 'Student 타입 변수'라고 부른다. new Student()가 실행되면 객체가 생성되고 생성된 객체의 참조 값이 kim에 할당된다. 객체 자체가 kim에 할당되지 않는다. kim과 점(.)를 사용하면 kim이 참조하는 객체를 사용할 수 있다.

kim.name = "김선달";

앞으로 '객체 참조 값' 이나 '참조 값' 대신 '레퍼런스'(reference)란 용어를 사용한다.

타입 캐스팅(Type Casting)

타입 캐스팅이란 값의 데이터 타입을 원하는 타입으로 변환하는 작업을 말한다. 변수의 타입을 바꾸는 타입 캐스팅은 없다. 타입 캐스팅에는 JVM이 판단해서 행하는 '자동 타입 캐스팅'과 프로그래머가 의도적으로 발생시키는 '명시적 타입 캐스팅'이 있다. 타입 캐스팅을 캐스팅으로 줄여 쓰기도 한다.

자동 타입 캐스팅

long money = 300;

자바는 데이터 타입을 엄격하게 지킨다. long 타입 변수 money에는 long 타입 값만 저장할 수 있다. 코드에서 300은 int 타입 값이다. JVM은 변수에 값을 할당하기 전에 300을 long 타입으로 변환한다. 자동 타입 캐스팅은 작은 데이터 타입에서 큰 데이터 타입 방향으로 변환이 일어나므로, 업 캐스팅(Up-Casting)이라 한다.
byte --> short --> int --> long --> float --> double
long --> float 순서에 주의한다. long은 8바이트, float은 4바이트 메모리를 차지하지만, float이 실수이므로 long에서 float 방향으로 자동 타입 캐스팅이 일어난다.

float x = 10L;//JVM은 10L을 10f로 타입 캐스팅한다.

사칙연산에서의 자동 타입 캐스팅

int x = 3 + 3.5 + 4; //컴파일 에러

3.5는 double 리터럴이고 3과 4는 int 리터럴이다. int 이상 타입의 산술 연산에서, 참여하는 값 중 가장 큰 타입으로 나머지 값의 타입이 캐스팅된다.

int x = 3.0 + 3.5 + 4.0;

3.0 + 3.5 + 4.0의 결과는 dobule이고 int 타입 변수 x에 할당할 수 없으니 컴파일 에러가 발생한다.

명시적 타입 캐스팅(Down-Casting)

float f = 1.1; //컴파일 에러

코드는 float 타입 변수에 double 타입 값을 할당하려고 시도한다. 큰 타입에서 작은 타입으로의 타입 캐스팅은 자동으로 일어나지 않는다. 따라서 변수에 값을 할당할 때, 값의 타입이 변수의 타입보다 크면 컴파일 에러가 발생한다.

float f = (float) 1.1;

코드는 변수에 할당하려는 값의 타입을 double에서 float로 변환한다. 괄호를 사용해 데이터 타입을 강제로 바꾸는 것을 명시적 타입 캐스팅이라 한다. 다음에서 b에 할당되는 값을 예상해 보자.

byte b = (byte) 258;

b에는 2가 할당된다. int 타입을 byte 타입으로 명시적 타입 캐스팅하면 int의 앞 3바이트는 떨어져 나간다.

byte나 short 타입 값이 참여하는 산술연산에선 연산이 진행되기 전 모든 값이 int 타입으로 자동 타입 캐스팅된다.

short s1 = 1;
short s2 = 2;
short sum = s1 + s2; //컴파일 에러

s1과 s2에 저장된 값이 연산에 참여하게 되면 모두 int 타입으로 자동 타입 캐스팅되므로 계산 결과는 int 타입 값이 된다. 컴파일 에러를 피하려면 아래처럼 명시적 타입 캐스팅이 필요하다.

short sum = (short) (s1 + s2);

다음 예에서 z에 할당되는 값을 예상해 보자.

int x = 10;
int y = 4;
int z = x / y;

2.5를 기대했겠지만, z에는 2가 할당된다. x와 y가 모두 int 타입이므로 연산 결과 역시 int 타입이다. z에 2.5가 할당되도록 하려면, 변수 z의 타입을 double 타입으로 바꾸고 x나 y 둘 중 하나를 double 타입으로 명시적 타입 캐스팅해야 한다.

double z = (double) x / y; 

x를 double 타입으로 캐스팅하면, y는 double 타입으로 자동 캐스팅된다.

• http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/datatypes.html
• http://stackoverflow.com/questions/4331200/what-do-f-and-d-mean-at-the-end-of-numeric-literals
• http://en.wikipedia.org/wiki/Literal_%28computer_programming%29