[Java] 기본 클래스 (Math, Random, StringTokenizer)

Math 클래스

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• 수학 관련 연산 기능을 제공하는 클래스이다.
• Math 클래스에 정의된 메소드는 모두 static으로 선언되어 있기 때문에, 인스턴스 생성 없이 사용할 수 있다.
  • ex) Math.pow(10, 2) = 10 * 10

 

Math 클래스 메소드

메소드 종류	설명
Math.PI	원주율
Math.sqrt()	각도
Math.toRadians()	라디안
Math.sin(), cos(), tan()	매개변수가 라디안이어야 함
Math.log()	자연로그 밑이 e
Math.pow(밑,지수)	밑^지수

class MathClass {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("원주율: " + Math.PI);
        System.out.println("2의 제곱근: " + Math.sqrt(2));
        System.out.println();

        System.out.println("파이에 대한 Degree: " + Math.toDegrees(Math.PI));
        System.out.println("2 파이에 대한 Degree: " + Math.toDegrees(2.0 * Math.PI));
        System.out.println();

        double radian45 = Math.toRadians(45); // 라디안으로 변환
        System.out.println("싸인 45: " + Math.sin(radian45));
        System.out.println("코싸인 45: " + Math.cos(radian45));
        System.out.println("탄젠트 45: " + Math.tan(radian45));
        System.out.println();

        System.out.println("로그 25: " + Math.log(25));
        System.out.println("2의 16승: " + Math.pow(2, 16));
    }
}

// 실행 결과
원주율: 3.141592653589793
2의 제곱근: 1.4142135623730951

파이에 대한 Degree: 180.0
2 파이에 대한 Degree: 360.0

싸인 45: 0.7071067811865475
코싸인 45: 0.7071067811865476
탄젠트 45: 0.9999999999999999

로그 25: 3.2188758248682006
2의 16승: 65536.0

 

 

Random 클래스

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• java.util.Random
• 난수를 생성하기 위한 클래스이다.
• Random 인스턴스를 생성하고, 목적에 따라 관련 메소드를 호출하면 난수가 반환된다.

 

Random 클래스 메소드

메소드 종류	설명
public int nextInt()	int형 난수 반환
public int nextInt(int bound)	0이상 bound미만 범위의 int형 난수 반환
public long nextLong()	long형 난수 반환
public float nextFloat()	long형 난수 반환
public double nextDouble()	0.0이상 1.0미만의 double형 난수 반환
public boolean nextBoolean()	boolean형 난수 반환

 

난수 생성 방법

1. Random 클래스 사용
2. Math.random() 사용 (이 방법도 내부적으로는 Random 클래스를 사용해 난수를 생성)

/* Random클래스 사용 */
Random rand = new Random()); // 객체 생성
int rand = random.nextInt(10); // 0 ~ 9 사이의 난수 반환

/* Math.random 사용 */
int rand = Math.random()*10; // 0 ~ 9 사이의 난수 반환

 

난수 생성 원리

❗️ 씨드 기반의 난수 생성

• 컴퓨터가 생성하는 난수를 가짜 난수(Pseudo-random number)라 한다.
• 컴퓨터는 알고리즘을 기반으로 난수를 생성하기 때문에 숨겨진 패턴이 존재할 수 밖에 없다.
• 난수 생성 알고리즘은 씨드 값을 기반으로 돌아간다.
  • 씨드 값이 같다면 생성되는 난수의 패턴은 100% 일치한다.
  • 씨드 값을 전달하지 않으면 계속해서 다른 패턴으로 난수가 만들어진다.  (이유는 아래에서 설명)

public class PsuedoRandomNumber {
    public static void main(String[] args) {
        Random rand = new Random(12); // 생성자로 씨드 값 12 전달
        for (int i=0; i<7; i++)
        	System.out.println(rand.nextInt(1000));
    }
}

// 실행 결과 → 매 실행마다 동일한 결과가 출력됨
866
812
556
133
624
211
750

 

❓ 다른 패턴의 난수가 만들어지는 이유는?

• Random 인스턴스 생성 시 씨드 값을 전달하지 않으면, 내부적으로 현재 시간을 기준으로 씨드 값을 만들어 사용하기 때문에 실행마다 다른 패턴의 난수가 만들어진다.
• System.currentTimeMillis()
  • 컴퓨터의 현재 시간을 기준으로 1970/01/01 자정 이후로 지나온 시간을 밀리 초(1/1000초) 단위로 계산하여 반환
  • currentTimeMillis()가 반환하는 값이 씨드 값으로 사용되어, 실행 할 때 마다 Random 인스턴스에 심어지는 씨드값이 달라지므로 다른 패턴의 난수가 만들어진다.

// Random 생성자
public Random() {
	this(System.currentTimeMillis());
}

class SeedSetRandomNumber {
    public static void main(String[] args) {
        Random rand = new Random(); // currentTimeMillis()가 씨드값으로 사용

        for (int i=0; i<7; i++) {
	        System.out.println(rand.nextInt(1000));
        }    	
    }
}

// 실행 결과(1)
45
101
732
644
750
136
584
// 실행 결과(2) → 매 실행마다 다른 결과 출력
103
573
219
161
364
439
537

 

 

StringTokenizer 클래스

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• 문자열에서 특정 구분자를 기준으로 토큰을 추출할 때 사용한다.
• 구분자(Delimiter)를 기준으로 나뉜 문자열의 조각을 토큰(Token)이라 한다.
  • ex) 2022/01/12 → 구분자("/"),  토큰 3개(2022, 01, 12)
• 두 개 이상의 구분자 가능 (""으로 묶어줌)
• 공백 구분자 가능

/* StringTokenizer 클래스의 생성자 */
public StringTokenizer(String str, String delim)

/* StringTokenizer 인스턴스 생성 */
StringTokenizer st1 = new StringTokenizer("2022/01/12", "/")
StringTokenizer st2 = new StringTokenizer("30 - 15 = 15", "-= ")

 

StringTokenizer 클래스 메소드

메소드 종류	설명
public int countTokens()	전체 토근의 수를 반환함
public int countTokens()	토큰이 남아있는지 알려줌
public String nextToken()	다음 토큰을 반환함

• 반환할 토큰이 없는 상태에서 nextToken()가 호출되면 예외가 발생한다.
• 따라서 hasMoreToken() 호출을 통해 토큰이 있는지 확인하고, 있는 경우에만 nextToken()을 호출하도록 코드를 작성하는 것이 좋다.

class StringTokenizerExam {
    public static void main(String[] args) {
        /* 구분자가 하나 */
        StringTokenizer st1 = new StringTokenizer("2022/01/12", "/");	

        while(st1.hasMoreTokens()) // 반환할 토큰이 남아 있는가?
            System.out.print(st1.nextToken() + ' '); // 다음 토큰을 반환
        System.out.println();

        /* 구분자가 둘 이상 */
        StringTokenizer st2 = new StringTokenizer("12 + 36 - 8 / 2 = 44", "+-/= "); // 구분자에 공백도 포함

        while(st2.hasMoreTokens()) // 반환할 토큰이 남아 있는가?
            System.out.print(st2.nextToken() + ' '); // 다음 토큰을 반환
        System.out.println();
    }
}

// 실행 결과
2022 01 12 
12 36 8 2 44

 

💡 구분자도 토큰으로 반환하고 싶다면 ?

• 구분자는 토큰으로 반환되지 않고 버려진다.
• 만약 구분자도 토큰으로 같이 반환하고 싶다면 StirngTokenizer 인스턴스 생성시 마지막 인자로 true를 넣어준다.

StringTokenizer st1 = new StringTokenizer("2022/21/12", "/");       // st1 = 20222112
StringTokenizer st2 = new StringTokenizer("2022/21/12", "/", true); // st2 = 2022/21/12

 

문자열을 구분자로 나누는 다양한 방법

// 1) StringTokenizer클래스 사용
StringTokenizer st = new StringTokenizer("100,200,300,400", ",");

// 2) split()메소드 사용
String[] arr = "100,200,300,400".split(",");

// 3) Scanner클래스 사용
Scanner sc = new Scanner("100,200,300,400").useDelimiter(",");