(JAVA) 혼공자바 6주차 - 예외, 기본 API 클래스

Posted Feb 18, 2024 Updated Feb 18, 2024

By noa 27 min read

예외 클래스

자바에서는,
하드웨어 오동작이나 고장으로 발생하는 오류는 에러(Error), 프로그램 자체에서 발생하는 오류는 예외(Exception)라 한다.

컴파일 시 확인할 수 있는 예외는 일반 예외라고 하며, 컴파일러 체크 예외라고도 한다.
컴파일 시 확인할 수 없고, 프로그램 실행 중 발생하는 예외는 실행 예외라고 하며, 컴파일러 넌 체크 예외라고 한다.

자바에서는 예외를 클래스로 관리하며, 모든 예외는 java.lang.Exception 클래스를 상속받는다.

일반 예외, 실행 예외는 RuntimeException 클래스를 상속하고 있는지 여부에 따라 구분할 수 있다. 위 클래스를 상속한다면 실행 예외, 상속하지 않으면 일반 예외이다.

실행 예외

컴파일러가 체크하지 않기 때문에 개발자의 경험에 의해 작성해야 한다.

NullPointerException

null 값을 갖는 참조 변수로 객체에 접근하려고 했을 때 발생
즉, 가리키는 객체가 없는데 객체를 이용하려고 할 때의 예외

ArrayIndexOutOfBoundsException

배열을 사용할 때, 인덱스 범위를 초과하면 발생하는 예외
이를 방지하기 위해 배열에 값이 들어있는지 확인하는 절차가 필요

NumberFormatException

문자열로 된 데이터를 숫자로 변경하기 위해서 Integer.parseInt(String s)를 사용하거나 Double.parseDouble(String s)를 사용할 때, 인자로 들어온 문자열이 숫자로 변환될 수 없는 문자열이면 발생

ClassCastException

자동 타입 변환된 변수가 아닌데 강제 타입 변환을 시도할 때 발생하는 예외
instanceof 연산자로 타입 변환이 가능한지 확인하고 수행해 방지할 수 있음

✔️확인 문제

1.예외에 대한 설명 중 틀린 것은 무엇입니까?
① 예외는 사용자의 잘못된 조작, 개발자의 잘못된 코딩으로 인한 프로그램 오류를 말한다. (O)
② RuntimeException의 하위 클래스는 컴파일러가 예외 처리 코드를 체크하지 않는다. (O)
③ 예외는 클래스로 관리된다. (O)
④ Exception의 하위 클래스는 모두 일반 예외에 해당한다. (X)
▶ 모든 예외는 Exception 클래스를 상속 받는다.

예외 처리

자바 컴파일러는 일반 예외 발생 가능성이 있는 코드에 대해 개발자가 예외 처리 코드를 작성하도록 함

try-catch-finally 블록

try 블록에는 예외 발생 가능 코드가 위치
catch 블록에는 예외 발생시 실행할 코드 위치
finally 블록에는 예외 발생과 별개로 항상 실행되는 코드 위치
단, finally 블록에 있는 코드는 try 블록이나 catch 블록에서 return 을 사용해도 실행됨

다중 catch 블록

예외 종류에 따라 예외 처리를 다르게 하고 싶을 때 사용
catch 블록이 여러 개 있어도 단 하나의 catch 블록만 실행됨
상위 예외 클래스와 하위 예외 클래스에 대한 catch 블록을 작성한다면, 하위 클래스가 먼저 작성되어야 함
➡️ 그렇지 않을 시 항상 상위 클래스 예외 처리가 실행될 수 있음

✔️확인 문제
1.try-catch-finally 블록에 대한 설명 중 틀린 것은 무엇입니까?
① try {} 블록에는 예외가 발생할 수 있는 코드를 작성한다. (O)
② catch {} 블록은 try {} 블록에서 발생한 예외를 처리하는 블록이다. (O)
③ try {} 블록에서 return문을 사용하면 finally {} 블록은 실행되지 않는다. (X)
▶ try 블록에서 return 문을 사용해도 finally 블록은 실행된다.
④ catch {} 블록은 예외의 종류별로 여러 개를 작성할 수 있다. (O)

예외 떠넘기기

throws 키워드를 통해 해당 메소드를 호출한 곳으로 예외를 떠넘길 수 있음
Ex) method1에서 method2를 호출한 경우
throws 키워드가 붙은 메소드는 반드시 try 블록 내에서 호출되어야 함
main() 메소드에서도 throws를 사용할 수 있으며, 최종적으로 JVM이 예외 처리를 해줌

✔️확인 문제
2.throws에 대한 설명으로 틀린 것은 무엇입니까?

① 생성자나 메소드의 선언 끝 부분에 사용되어 내부에서 발생된 예외를 떠넘긴다. (O)
② throws 뒤에는 떠넘겨야 할 예외를 쉼표(,)로 구분해서 기술한다. (O)
③ 모든 예외를 떠넘기기 위해 간단하게 throws Exception으로 작성할 수 있다. (O)
④ 새로운 예외를 발생시키기 위해 사용된다. (X)
▶ 발생한 예외를 처리하기 위해 사용된다.

3.다음과 같은 메소드가 있을 때 예외를 잘못 처리한 것은 무엇입니까?

  
public void method1() throws NumberFormatException, ClassNotFoundException { ... }

①

  
try {
    method1();
} catch(Exception e){
}

②

  
void method2() throws Exception{
    method1();
}

▶ throws 연산자를 사용하는 코드에 대해 try 블록 안에서 호출해야 한다.
③

  
try{
    method1();
} catch(Exception e){
} catch(ClassNotFoundException e){
}

④

  
try{
    method1();
} catch(ClassNotFoundException e){
} catch(NumberFormatException e){
}

java.lang 패키지

자바 프로그램의 기본적인 클래스를 담고 있는 패키지
JAVA API Document 링크를 통해서 버전별 링크를 클릭해 도큐먼트 페이지로 이동할 수 있음
자바 제공 API는 방대하기 때문에 외울 수 없고, 위의 도큐먼트를 잘 쓰는 것이 최선!

Object 클래스

자바의 모든 클래스의 부모 클래스(=최상위 부모 클래스)

객체 비교

주소가 아닌 내용이 동일한지 비교해 결과를 도출하는 equals() 메소드를 재정의해 사용할 수 있음
String 클래스에서는 이미 재정의된 상태로 사용되고 있음

객체 해시코드

객체를 식별하는 하나의 정수값
hashCode()가 하는 역할: 객체를 식별할 수 있는 정수 반환
hashCode() 메소드 자체가 비교를 수행하는 메소드는 아님. 다만 hashCode() 반환값을 사용하는 HashSet, HashMap, Hashtable에서 두 객체가 논리적으로 동등 한지 비교할 수 있음
위에서 소개한 프레임워크들에서는 hashCode() 리턴값을 우선 살피고, 논리적으로 동등하다는 결과가 나오면 equals()로 두 객체의 내용을 비교함
hashCode() 메소드를 통해 두 객체가 논리적으로 동일한 객체인지 여부를 파악할 수 있음

475p. 예제를 이해해보자!

  
package sec01.exam03;

public class Member {
	public String id;
	
	public Member(String id) {
		this.id = id;
	}
	
	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if(obj instanceof Member) {
			Member member = (Member) obj;
			if(id.equals(member.id)) {
				return true;
			}
		}
		return false;
	}
	
	@Override
	public int hashCode() {
		return id.hashCode(); // 교재: 같은 문자열인 경우 동일한 해시코드를 리턴
	}
}

위의 주석에 적힌 내용이 어떻게 수행되는지 이해가 가지 않았다.
id는 String 변수였기 때문에 앞에서 정리한 API Document로 재정의된 내용을 살펴보고 이해할 수 있었다.

🌠Java API Document로 String 클래스의 hashCode() 메소드 재정의 확인하기

JAVA API Document에 접속 한 후의 화면이다. 환경 변수를 통해 컴퓨터에 설치된 JDK 버전을 확인하고 화면에서 동일한 버전을 선택하면 된다.

화면 상단 검색창에 java.lang 패키지를 검색한다.

사진 속 링크로 접속한다.

우측 상단 검색창에 String을 검색한다.

hashCode() 메소드 내용을 찾는다.

String 클래스의 hashCode() 메소드 내용을 읽어보면, 각각의 문자열 객체에 속한 각 문자에 대한 연산으로 정수 값을 반환하는 사실을 알 수 있다.
🌟즉, 동일한 문자열을 저장한 String 객체들은 동일한 해시코드 값을 가진다.

✔️확인 문제
1.Object 클래스에 대한 설명 중 틀린 것은 무엇입니까?

① 모든 자바 클래스의 최상위 부모 클래스이다. (O)
② Object의 equals() 메소드는 == 연산자와 동일하게 번지를 비교한다. (O)
③ 동등 비교를 위해 equals()와 hashCode() 메소드를 재정의하는 것이 좋다. (O)
④ Object의 toString() 메소드는 객체의 필드값을 문자열로 리턴한다. (X)
▶ Object의 toString() 메소드는 필드값이 아닌 객체의 문자 정보(객체를 문자열로 표현한 정보)를 리턴한다.

3.student의 학번(studentNum)이 같으면 동등 객체가 될 수 있는 Student 클래스를 작성해보세요.
Student 클래스

  
package sec01.test03;

public class Student {
	private String studentNum;
	
	public Student(String studentNum) {
		this.studentNum = studentNum;
	}
	
	public String getStudentNum() {
		return studentNum;
	}
	
	// 논리적 동등 확인: hashCode() 오버라이딩
	@Override
	public int hashCode(){
		return studentNum.hashCode();
	}
	
	// 내용 동일 확인: equals() 오버라이딩
	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if(obj instanceof Student) {
			Student student = (Student) obj;
			if(studentNum.equals(student.studentNum)) {
				return true;
			}
		}
		return false;
	}
}

Main() 클래스

  
package sec01.test03;

import java.util.HashMap;

public class StudentExample {

	public static void main(String[] args) {
		// Student 키로 총점을 저장하는 HashMap 객체 생성
		HashMap<Student, String> hashMap = new HashMap<Student, String>();
		
		// new Student("1")의 점수 95를 저장
		hashMap.put(new Student("1"), "95");
		
		// new Student("1)로 점수를 읽어옴
		String score = hashMap.get(new Student("1"));
		System.out.println("1번 학생의 총점: " + score);
	}

}

실행 결과

1번 학생의 총점: 95

객체 문자 정보

Object 클래스의 toString() 메소드는 ‘클래스이름@16진수해시코드’로 구성된 문자 정보를 리턴
Date 클래스는 toString() 메소드를 재정의해 현재 시스템의 날짜와 시간 정보를 리턴함

System 클래스

JVM에서 실행되므로 자바는 운영체제의 모든 기능을 직접 이용하기에 무리가 있음
System 클래스를 이용해 운영체제의 일부 기능을 이용할 수 있음
모든 필드와 메소드는 정적 필드와 정적 메소드로 구성되어 있음

프로그램 종료

exit() 메소드는 현재 실행중인 프로세스를 강제 종료시키는 역할을 수행
exit() 메소드는 int 자료형의 종료 상태값을 매개값으로 받음
정상 종료의 경우에 종료 상태값은 0

현재 시각 읽기

currentTimeMillis() 메소드와 nanoTime() 메소드를 통해 컴퓨터로부터 현재 시각을 읽어 각각 밀리세컨드, 나노세컨드 단위의 long 타입 값을 리턴

Class 클래스

클래스와 인터페이스의 메타 데이터(이름, 생성자 정보, 필드 정보, 메소드 정보 등)를 관리하는 클래스
다음과 같은 방식으로 Class 객체를 얻을 수 있다.

클래스를 이용하는 방법

  
① Class clazz = 클래스이름.class;
② Class clazz = Class.forName("패키지...클래스이름");

객체를 이용하는 방법

  
③ Class clazz = 참조변수.getClass();

위와 같은 방법을 사용하면 특정 클래스의 Class 객체를 얻을 수 있다.

📍 Class 객체는 해당 클래스의 파일 경로 정보를 저장하고 있어 다른 리소스 파일의 절대 경로를 불러오는 데 사용할 수 있음

✔️확인 문제
5.Class 객체에 대한 설명 중 틀린 것은 무엇입니까?

① Class.forName() 메소드 또는 객체의 getClass() 메소드로 얻을 수 있다. (O)
② 클래스의 생성자, 필드, 메소드에 대한 정보를 알아낼 수 있다. (O)
③ 클래스 파일을 기준으로 상대 경로의 리소스의 정보를 얻을 수 있다. (O)
④ 클래스.class로 Class 객체를 얻을 수 없다. (X)
▶ Class clazz = 클래스.class 를 작성해 Class 객체를 얻을 수 있다.

String 클래스

문자열을 생성하는 방법과 추출, 비교, 찾기, 분리, 변환 등을 제공하는 클래스
자바의 문자열은 이 String 클래스의 인스턴스로서 관리됨
파일 내용을 읽거나, 네트워크를 통해 받은 데이터는 보통 byte[] 배열이므로 이것을 문자열로 변환하기 위한 생성자가 존재함

✔️확인 문제
6.다음에 주어진 바이트 배열을 문자열로 변환해보세요.

Main() 클래스

  
package sec01.test06;

public class BytesToStringExample {
	public static void main(String[] args) {
		byte[] bytes = {73, 32, 108, 111, 118, 32, 121, 111, 117};
        // 답변, byte 배열을 매개변수로 하는 생성자를 이용했다.
		String str = new String(bytes);
		System.out.println(str);
	}
}

실행 결과

I lov you

로맨틱하다…

Wrapper(포장) 클래스

포장 객체(기본 타입 값을 갖는 객체)를 생성하는 클래스
포장 객체가 포장하고 있는 기본 타입 값은 외부에서 변경할 수 없음
만약 변경을 원한다면 새로운 포장 객체를 생성해야 함
기본 타입에 대응되는 클래스들이 있고, 각 타입의 첫글자를 대문자로 바꾼 이름을 가짐

박싱

기본 타입의 값을 포장 객체로 만드는 과정
타입대응클래스 obj = new 타입대응클래스(값 or 문자열) 방식으로 만들 수 있음
타입대응클래스 obj = 타입대응클래스.valueOf(값 or 문자열) 방식으로 만들 수도 있음

언박싱

포장 객체에서 기본 타입의 값을 얻어내는 과정
기본타입 변수이름 = obj.기본타입Value() 방식으로 기본 타입의 값을 다시 얻어낼 수 있음

자동 박싱과 언박싱

자동 박싱: 포장 클래스 타입에 기본값이 대입될 경우 발생
자동 언박싱: 기본 타입에 포장 객체가 대입되는 경우 Or 포장 객체와 기본 타입간 연산이 있을 때 발생

  
// 자동 박싱: 포장 객체에 기본값이 대입됨
Integer obj = 100;
System.out.println("value: " + obj.intValue());

// 자동 언박싱: 기본 타입에 포장 객체 대입됨
int value = obj;
System.out.println("value: " + value);

// 자동 언박싱: Integer 객체와 int 타입 연산시
int result = obj + 100;
System.out.println("result: " + result);

포장 객체는 내부 값 비교를 위해 비교연산자대신 equals() 사용을 추천

Math 클래스

수학 계산에 사용할 수 있는 메소드 제공
모두 정적 메소드로, Math 클래스로 바로 사용 가능

java.util 패키지

프로그램 개발에서 자주 사용되는 자료구조뿐 아니라, 날짜 정보를 제공해주는 API

Date 클래스

날짜를 표현하는 클래스
객체 간에 날짜 정보를 주고 받을 때 매개 변수나 리턴 타입으로 주로 사용됨
toString() 메소드는 영문으로 된 날짜를 리턴하므로 원하는 날짜 형식이 있다면 SimpleDateFormat 클래스와 함께 사용하는 것이 좋음

Calendar 클래스

달력을 표현한 추상 클래스

기본 미션

439p. 확인문제 2번 풀이하기
2.AnonymousExample 클래스 실행결과를 바탕으롱 Vehicle 인터페이스의 익명 구현 객체를 이용해 필드, 로컬 변수의 초기값과 메소드의 매개값을 대입해보세요.

인터페이스

  
package sec02.test02;

public interface Vehicle {
	public void run();
}

익명 구현 클래스와 객체 생성

  
package sec02.test02;

public class Anonymous {
    // 1. 클래스 필드로 익명 구현 객체를 생성함
	Vehicle field = new Vehicle() {
		@Override
		public void run() {
			System.out.println("자전거가 달립니다.");
		}
	};
	
    // 2. 메소드의 로컬 필드로 익명 구현 객체를 생성함
	void method1() {
		Vehicle localVar = new Vehicle() {
			@Override
			public void run() {
				System.out.println("승용차가 달립니다.");
			}
		};
		localVar.run();
	}
	
    // 3. 인터페이스인 Vehicle 타입을 매개변수로 하는 메소드 정의
	void method2(Vehicle v) {
		v.run();
	}
}

Main()메소드가 있는 클래스

  
package sec02.test02;

public class AnonymousExample {
	public static void main(String[] args) {
		Anonymous anony = new Anonymous();
        
        // 1. 필드로 생성된 익명 구현 객체에서 재정의된 run() 메소드 실행
		anony.field.run();
        
        // 2. method1()의 로컬 필드로 생성된 익명 구현 객체에서 재정의된 run() 메소드 실행
		anony.method1();
        
        // 3. method2()의 매개변수로 익명 구현 객체 생성
		anony.method2(
			new Vehicle() {
				@Override
				public void run(){
					System.out.println("트럭이 달립니다.");
				}
			}
		);
		
	}
}

선택 미션

java.lang의 주요 클래스들의 이름과 용도를 정리하기

Object:

모든 클래스의 최상단 부모 클래스로, equals() hashCode()등 객체를 비교할 수 있는 메소드와 toString()등 유용한 객체 정보를 출력할 수 있는 메소드를 제공한다.

System:

JVM 위에서 실행되는 특징을 가지는 자바에서 OS 기능을 사용하기 위한 클래스로, System.out.println이라는 구문으로 가장 많이 마주친 클래스이다.
exit() 메소드 등 OS 기능을 활용할 수 있도록 한다.

Class:

객체 정보가 있는 메타데이터를 저장해둔 클래스이다.
클래스의 정보와 이외 데이터들의 경로를 얻는 데 주로 사용된다.

String:

모든 문자열 인스턴스의 바탕이 되는 클래스이다.
문자열을 조작하는 다양한 종류의 메소드가 정의되어 있다. 또한 생성자 형태 역시 다양해 파일로부터 문자열을 읽어오는 역할을 한다.

Wrapping:

기본값을 객체로 이용하기 위한 ‘포장 객체’를 생성하는 클래스를 뜻한다. 기본 타입값(int, boolean, double, …)에서 첫글자만 대문자로 바뀐 형태를 가지고 있으며 포장된 객체는 외부에서 값을 수정할 수 없게끔 설정되어 있다.

후기

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