intro : java 반복문에 대한 개념을 알아보자.

반복문 시작

반복문은 이름 그대로 특정 코드를 반복해서 실행할 떄 사용한다. 자바는 다음 3가지 종류의 반복문을 제공한다.

while , do-while , for

위와 같은 반복문들을 어떤 상황에서 어떻게 사용 할 수 있는지 차근차근 알아보자.

while문 1

while 문은 조건에 따라 코드를 반복해서 실행할 때 사용한다. 조건식을 확인 하였을 때 참이면 코드 블럭을 실행하고 거짓이면 while문을 벗어난다. 만약 조건식이 참 인경우 코드 블록을 실행한 이후에 다시 조건식 검사로 들어가서 조건식을 검사한다.무한반복

while (조건식) {
  // 코드 
}

좀 더 실제 개발 환경에서 만나볼 수 있을 것 같은 예제를 보면 다음과 같은 코드를 참고 할 수 있다.

public class While1_2 {
    public static void main(String[] args) {
        int count = 0;
        while (count < 3) {
            count++;
            System.out.println("현재 숫자는:" + count);
        }
    }
}

while문 2

while 문을 좀더 다양한 상황에 적용해보자, 만약 1부터 3까지 값을 더해야 하는 상황이 있다고 가정해보겠다 while문으로 어떻게 코드를 작성하면 좋을까 ?

public class While2_3 {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int startNum = 1;
        int endNum = 3;
        while (startNum <= endNum) { // startNum이 endNum(3) 이 될때까지 while문 반복
            sum = sum + startNum;
            System.out.println("startNum=" + startNum + " sum=" + sum);
            startNum++;
        }
    }
}

do-while문

do-while문은 while문과 비슷하지만, 조건에 상관없이 무조건 한 번은 코드를 실행한다.

do {
  // 코드 (무조건 한번은 실행된다, 이후에 while문의 조건식이 참인 경우 do 문장을 다시 실행하게 된다.)
} while (조건식);

예를 들어서 조건에 만족하지 않아도 한번은 현재 값을 출력하고 싶다고 하자. 먼저 while 문을 사용한 예제를 보겠다.

public class DoWhile1 {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        while (i < 3) {
            System.out.println("현재 숫자는:" + i);
            i++;
        }
    }
}

while 문의 조건에 부합하지 않기때문에 false 가 나오게 되고, 아무것도 출력되지 않는 실행결과를 볼 수 있다. 이번에는 do-while문을 사용해 보겠다. 아래와 같이 코드를 작성한다면, do-while은 do 블록의 코드를 먼저 실행하고 while문의 조건을 검사 후, 참 이면 do 블록의 코드를 실행하고 거짓 이면 do 블록의 코드를 실행하지 않는다. 그렇기에 아래 코드는 현재 숫자는: 10 이라는 결과를 출력하게 된다.

public class DoWhile2 {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        do {
            System.out.println("현재 숫자는:" + i);
            i++;
        } while (i < 3);
    }
}

결론적으로 do-while문은 최초 한번은 코드 블럭을 꼭 실행해야 하는 경우에 사용하면 된다.

break, continue

break와 continue는 반복문에서 사용할 수 있는 키워드다. break문은 반복문을 즉시 종료하고 나간다 (가장 가까운 반복문을 탈출한다) continue는 반복문의 나머지 부분을 건너뛰고 다음 반복문으로 진행하는데 사용한다. 해당 키워드 들은 while , do-while , for 와 같은 모든 반복문에서 사용할 수 있다.

break

아래 코드에서 코드1 실행후 break 를 만나면 코드2는 실행하지 않고 while문이 종료된다.

while (조건식) {
    코드1;
    break; //즉시 while문 종료로 이동한다.
    코드2;
} //while문 종료

아래 코드는 sum이 10보다 크면 break문을 통해 반복문을 탈출하는 코드이다.

public class Break1 {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int i = 1;
        while (true) {
            sum += i;
            if (sum > 10) {
                break;
                System.out.println("합이 10보다 크면 종료: i=" + i + " sum=" + sum);
            }
            i++;
        }
    }
}

continue

continue를 만나면 코드2 가 실행되지 않고 다시 조건식으로 이동한다. 조건식이 참이면 while 문을 실행한다.

while (조건식) {
    코드1;
    continue; //즉시 조건식으로 이동한다.
    코드2;
}

아래 코드는 i가 3일 때 continue을 통해 반복문의 조건식으로 이동하는 코드이다.

public class Continue1 {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;
        while (i <= 5) {
            if (i == 3) {
                i++;
                continue;
            }
            System.out.println(i);
            i++;
        }
    }
}

for문1

for문도 while문과 같은 반복문이고, 코드를 반복 실행하는 역할을 한다. for문은 주로 반복 횟수가 정해져 있을 때 사용한다. for문은 다음과 같은 순서대로 실행된다.

step 1
초기식이 실행된다. 주로 반복 횟수와 관련된 변수를 선언하고 초기화 할 때 사용한다.
초기식은 딱 1번 사용된다.

step 2
조건식을 검증한다. 참이면 코드를 실행하고, 거짓이면 for문을 빠져나간다.

step 3
코드를 실행한다.

step 4
코드가 종료되면 증감식을 실행한다. 주로 초기식에 넣은 반복 횟수와 관련된 변수의 값을 증가할 때 사용한다.

step 5
다시 2. 조건식 부터 시작한다. 무한 반복

for (1.초기식; 2.조건식; 4.증감식) {
    // 3.코드
}

for문은 while문을 조금 더 편하게 다룰 수 있도록 구조화 한거라고 볼 수 있는데 다음과 같은 예제를 보면 조금 더 for문 사용법에 대해서 알 수 있다. 1부터 10까지의 값을 출력하는 반복문인데 for문의 구조 순서대로 따라가면 순차적으로 1부터 10까지의 값을 출력하는 것을 알 수 있다.

public class For1 {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

for문2

for문에서 초기식, 조건식, 증감식은 선택이다.

for (초기식; 조건식; 증감식) {
    // 코드
}

다음과 같이 모두 생략해도 된다. 단 생략해도 각 영역을 구분하는 세미콜론(;)은 유지해야한다

for (;;) {
    // 코드
}

결국 위 반복문은 다음과 같은 코드가 된다.

while (true) {
    // 코드
}

위와같은 초기식 조건식 증감식을 전부 생략하고 사용하는 코드는 어떤 상황에서 사용할까 ? 솔직히 좀 억지스럽지만 이렇게도 사용할 수 있다는 문법적인 내용으로만 이해하는게 좋은거 같다. 실제로는 거의 사용을 안한다.

아래 코드는 1부터 시작해서 숫자를 계속 누적해서 더하다가 10보다 큰 시점이 되었을떄의 i 값을 구하는 문제이다. 쉽게 얘기해서 i = 1일때 sum = 1, i = 2일때 sum = 3, i = 3일때 sum = 6, i = 4일때 sum = 10, i = 5일때는 sum = 15 가 되기에 10보다 큰 값이 처음으로 나오는 i 값인 5를 출력하면 되는 것이다. 다만 이것을 초기식 조건식 증감식을 생략한 for문으로 코드를 구현 해 보는 것이다.

public class Break2 {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int i = 1;
        for (; ; ) { // 초기식 조건식 증감식 생략
            sum += i;
            if (sum > 10) {
                break; // if 조건이 만족하였을때 반복문 탈출 
                System.out.println("합이 10보다 크면 종료: i=" + i + " sum=" + sum);
            }
            i++;
        }
    }
}

중첩 반복문

반복문은 내부에 또 반복문을 만들 수 있다. for, while 모두 가능하다.

public class Nested1 {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            System.out.println("외부 for 시작 i:" + i);
            for (int j = 0; j < 3; j++) {
                System.out.println("-> 내부 for " + i + "-" + j);
            }
            System.out.println("외부 for 종료 i:" + i);
            System.out.println(); //라인 구분을 위해 실행
        }
    }
}

다음은 위 코드의 실행 결과이며, 외부 for는 2번, 내부 for는 3번 실행된다. 그런데 외부 for 1번당 내부 for가 3번 실행되기 때문에 외부(2) * 내부(3) 해서 총 6번의 내부 for 코드가 수행된다. 이러한 중첩 반복문은 평소에도 자주 사용되고 실제 개발 환경 및 알고리즘 문제에서도 굉장히 자주 사용이 된다. 정말 많이 사용한다.

외부 for 시작 i:0
-> 내부 for 0-0
-> 내부 for 0-1
-> 내부 for 0-2
외부 for 종료 i:0
외부 for 시작 i:1
-> 내부 for 1-0
-> 내부 for 1-1
-> 내부 for 1-2
외부 for 종료 i:1

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