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Kotlin - 기본 문법

변수와 자료형

선언과 추론

변수는 val, var 키워드를 사용하여 선언할 수 있습니다.

  • val
    • 선언 시 최초로 지정한 변수의 값으로 초기화됩니다.
    • 자바의 final 과 같습니다.
  • var
    • 최초로 지정한 변수의 초기값이 있더라도 수정이 가능합니다.
    • 자바의 일반 변수와 같습니다.
// 선언키워드 변수명: 자료형 = 값
val username: String = "backtony"

// 자료형을 지정하지 않아도 컴파일러가 대입 값을 보고 자료형을 추론
var username = "backtony"

// 초기값을 지정하지 않을 경우에는 반드시 자료형을 입력해줘야 합니다.
var username: String

자료형

코틀린의 자료형은 참조형 자료형을 사용합니다.
보통 프로그래밍 언어는 자료형으로 기본형과 참조형을 구분합니다.
예를 들어 자바같은 경우에는 int, long 등 기본형과 String, Date와 같은 참조형을 모두 사용하지만 코틀린에서는 참조형만 사용합니다.
참조형으로 선언한 변수는 성능 최적화를 위해 코틀린 컴파일러에서 다시 기본형으로 대체됩니다.
따라서 코틀린에서는 참조형을 기본형으로 고려하는 등의 최적화를 신경 쓰지 않아도 됩니다.

정수 자료형

  • Long
  • Int
  • Short
  • Byte
val num1 = 127 // Int형 추론
val num2 = 127L // Long형으로 추론
val num3: Byte = 127 // 명시적 Byte형
val num4: Short = 127 // 명시적 Short형

부호가 없는 정수 자료형

  • ULong
  • UInt
  • UShort
  • UByte
val num1: UInt = 123u
val num2: UShort = 123u
val num3: ULong = 123uL
val num4: UByte = 123u

// 참고 숫자가 길어지면 언더바로 자리값 구분
val num = 1_000_000

실수 자료형

  • Double
  • Float
val num1 = 3.14 // Double형 추론
val num2 = 3.14F // F에 의해 Float형 추론

최댓값, 최솟값

  • MAX_VALUE : 최대값
  • MIN_VALUE : 최소값
println(Int.MAX_VALUE)
println(Int.MIN_VALUE)

각 자료형에서 최대값, 최소값을 얻을 수 있습니다.

문자 자료형

  • Char
val ch = 'c' // Char 추론
cal ch: Char

val ch = 'A'
println(ch + 1) // B

val ch: Char = 65 // 숫자로 선언하는 것은 오류


val code: Int = 65
val ch2: Char = code.toChar() // code에 해당하는 문자열 할당

문자열 자료형

var str1: String = "hello"

// $ 기호를 사용한 문자열 출력
var str2 = "a is ${str1}"
println(str2) // a is hello

var a = 1
var b = "${a+1}"
println(b) // 2

// $를 사용하고 싶다면 이스케이프 문자를 사용
var c = "\$is dollar sign"


// 작성한 그대로 대입하기 위해서는 """를 사용합니다.
var str = """
        안녕하세요
        backtony입니다.
    """.trimIndent()

println(str)
//안녕하세요
//backtony입니다.

자료형 검사 및 변환

널 허용 ?

코틀린은 변수에 기본적으로 null을 허용하지 않기 때문에 NPE 예외에 대해 고려할 필요가 없습니다.
하지만 ?를 붙이면 null을 허용할 수 있습니다.

var str1 = null // 오류 null을 허용하지 않음
var str2: String? = null

세이프 콜 ?.

?를 사용해서 null이 허용하는 타입으로 선언한다면 변수에 할당된 값이 null일 수 있기 때문에 기본적으로 제공하는 함수를 사용할 수 없습니다.
?. 를 사용하면 세이프하게 제공하는 함수를 사용할 수 있습니다.
즉, null이라면 그냥 null을 반환해버리고 null이 아니라면 함수를 호출합니다.

var str1: String? = "backtony"
// 타입이 null을 허용하기 때문에 null일 수 있어 length 실행 불가능 
println("str1: $str1 length: ${str1.length}") 


var str1: String? = "backtony"
println("str1: $str1 length: ${str1?.length}") // str1: backtony length: 8

str1 = null
println("str1: $str1 length: ${str1?.length}") // str1: null length: null

non-null 단정 기호 !!

코딩을 하다보면 null을 허용하는 타입일지라도 어느 순간 반드시 null이 아닌 타입이 될 때가 있습니다.
이때는 !!. 를 사용하여 컴파일러가 null 검사를 무시하도록 만들어줍니다.
이는 실행 중 NPE를 발생시킬 수 있으므로 주의해야 하며 권장하는 방식은 아닙니다.

var str1: String? = null
println("str1: $str1 length: ${str1!!.length}") // 컴파일에는 문제가 없지만 실행 시 NPE

if문으로 null 체크

앞서 ?는 null은 허용하는 타입이고 ?.를 사용하면 세이프하게 함수를 사용할 수 있다고 했습니다.
이렇게 간단하게 사용할 수도 있지만 if문을 사용하여 체크할 수도 있습니다.

fun main() {
    var username: String? = "backtony"

    var len = if(username != null) username.length else -1
    println(len)
}

username 변수는 null을 허용하는 타입이라 함수를 사용할 수 없지만 if문에서 null이 아닌 것을 확인했기 때문에 컴파일러는 이를 확인하고 변수에서 함수를 사용할 수 있도록 해줍니다.

세이프 콜(?.)과 엘비스 연산자(?:)

fun main() {
    var username: String? = "backtony"

    // username이 null인 경우 -1를 반환
    println("length: ${username?.length ?: -1}")
}

세이프 콜을 사용하면 값이 null일 경우 함수를 호출해도 null을 반환해준다고 했습니다.
엘비스 연산자를 사용하면 null이 아니라 다른 값을 반환해주도록 할 수 있습니다.


자료형 비교 및 변환

코틀린의 자료형은 모두 참조형으로 선언되지만 컴파일을 거쳐서 최적화될 때 Int, Long, Short와 같은 자료형은 기본 자료형으로 변환됩니다.
참조형과 기본형의 저장 방식은 서로 다르기 때문에 자료형을 비교하거나 검사할 때는 이와 같은 특징을 이해하고 있어야 합니다.
코틀린에서는 자료형이 서로 다른 변수를 비교하거나 연산할 수 없습니다.
따라서 연산하기 위해서는 자료형이 같도록 변환해야 합니다.

자료형 변환

자바에서는 작은 타입의 변수를 큰 타입의 변수에 대입하면 자동으로 형변환이 이뤄지지만 코틀린에서는 이를 허용하지 않습니다.
코틀린에서는 이를 대신해 자료형 변환 메서드를 제공합니다.

  • toByte
  • toLong
  • toShort
  • toInt
  • toFloat
  • toDouble
  • toChar
fun main() {
    val a: Int = 1
    val b: Double = a // 컴파일 에러
    val c: Double = a.toDouble() // 형변환 메서드 사용
    val result = 1L + 3 // Long + Int -> Long 형
}

표현식에서 자료형이 서로 다른 값을 연산하면 자료형 범위가 큰 자료형으로 형변환되어 계산됩니다.

비교

자료형을 비교할 때는 단순히 값만 비교하는 방법과 참조 주소까지 비교하는 방법이 있습니다.

  • 이중 등호(==)
    • 단순히 값만 비교할 때 사용합니다.
    • 값이 동일하면 true, 다르면 false
  • 삼중 등호(===)
    • 참조 주소를 비교합니다.
    • 참조가 동일하면 true, 다르면 false
fun main() {
    val a: Int = 128
    val b: Int = 128
    println(a == b) // true
    println(a === b) // true
}

참조형으로 선언된 a와 b는 코틀린 컴파일러가 기본형으로 변환하여 저장 합니다.
즉, 여기서 삼중 등호가 비교하는 값도 저장된 값인 128이 됩니다.


fun main() {
    val a: Int = 128
    val b: Int? = 128
    println(a == b) // true
    println(a === b) // false
}

a는 기본형으로 변환되어 스택에 128이라는 값 자체를 저장합니다.
b는 널을 허용하는 타입이므로 참조형으로 저장되어 b에는 128이 저장된 힙의 참조 주소가 저장됩니다.
따라서 삼중 등호로 비교하게 되면 false가 나옵니다.

fun main() {
    val a: Int = 128
    val b = a
    println(a == b) // true
    
    val c: Int? = a
    val d: Int? = a
    val e: Int? = c
    println(c == d) // 내부값 확인으로 true
    println(c === d) // 내부값은 갖지만 참조값은 다르므로 false
    println(c === e) // 모두 같으므로 true
}

c와 d는 서로 다른 주소값을 가지고 내부 값만 같습니다.
c의 주소값을 e에 대입했기 때문에 e는 결국 c와 같은 주소값을 가리키게 됩니다.


cf -128 ~ 127 값은 캐시에 저장
-128부터 127 범위에 있다면 해당 값들은 스택이 아니라 캐시에 그 값을 저장하고 변수는 캐시의 주소를 가리킵니다.
따라서 위의 예시에서 128이 아니라 127이었다면 c와 d의 참조 주소값이 같아지게 됩니다.
결론적으로 a,b,c,d의 삼중 등호 비교가 모두 true가 됩니다.

스마트 캐스트

어떤 값이 정수일 수도 있고 실수일 수도 있다면 그때마다 자료형을 변환해도 되지만 컴파일러가 자동으로 형 변환을 하는 스마트 캐스트를 사용할 수 있습니다.
대표적으로 스마트 캐스트가 적용되는 자료형은 Number형이 있습니다.
Number형을 사용하면 숫자를 저장하기 위한 특수한 자료형 객체를 만듭니다.
Number형으로 정의된 변수에는 저장되는 값에 따라 정수형이나 실수형 등으로 자료형이 변환됩니다.

fun main() {
    var test: Number = 12.1 // Float형
    test = 12 // Int형
    test = 12L // Long 형
    test += 12.0f // Float 형 
}

자료형 검사

자료형 검사는 is 키워드를 사용합니다.

fun main() {
    val num = 123

    if (num is Int)
        println("num is Int")
    else if (num !is Int)
        println("num is not Int")
}

is는 변수의 자료형을 검사한 다음 그 변수를 해당 자료형으로 변환하는 기능도 제공합니다.
Any는 코틀린의 최상위 기본 클래스로 어떤 자료형으로도 될 수 있는 특수한 자료형입니다.
이때 is를 사용하여 자료형을 검사하면 검사한 자료형으로 스마트 캐스트 됩니다.

fun main() {
    val x: Any
    x = "hello"
    if(x is String)
        print(x.length) // x가 String으로 스마트 캐스트 되었기 때문에 length 사용 가능
}

as 스마트 캐스트

as를 사용해도 스마트 캐스트를 할 수 있습니다.
as는 형 변환이 가능하지 않으면 예외를 발생시킵니다.

val x: String = y as String

위의 경우 y가 null이 아니면 String으로 형 변환되어 x에 할당되고 y가 null이면 예외가 발생합니다.

val x: String? = y as? String

null 가능성까지 고려하여 예외 발생을 피하려면 ?를 사용합니다.

묵시적 변환

Any형은 자료형이 특별히 정해지지 않은 경우 사용하는 코틀린의 모든 클래스의 뿌리가 되는 클래스입니다.
Any형은 무엇이든 될 수 있기 때문에 필요한 자료형으로 자동 변환 할 수 있고 이를 묵시적 변환이라고 합니다.

fun main() {
    var a: Any = 1 // a가 1로 초기화될 때 Int형이 됨
    a = 20L // Int형이 었던 a는 Long 형이 됨
    println("a type = ${a.javaClass}") // long
}