[JAVA] 자바 개념 확장 - Exception, Optional, Colletion

👍 무엇을 새롭게 알았는지

예외(Exception) 와 예외처리(throw)

예외(Exception) : 프로그램 실행 중 예상하지못한 상황이 발생하는 것을 의미
- try-catch 예외처리를 통해 프로그램이 안정적으로 실행되게 할 수 있음
예외처리(throw)
- 특정 상황에서 에외를 명확하게 정의하고 제어할 수 있음

예외 구조와 종류
- RuntimeException - UncheckedException
  - RuntimeException을 상속받는 모든 예외를 UncheckedException 이라고 함
  - 예외처리를 컴파일러가 확인하지 않음
    - 컴파일 오류(빨간 줄)가 발생하지 않음
- Exception - CheckedException
  - Exception 클래스를 직접 상속받는 모든 예외를 CheckedException이라고 함
    - 단, RuntimeException 과 상속관계에 있는 예외는 제외
    - 클래스에 throws Exception을
  - 예외처리를 컴파일러가 확인해 줌

예외 전파
- 예외 전파는 메서드에서 발생한 예외가 해당 메서드에서 처리되지 않았을 때 호출한상위 메서드로 전달되는 과정을 의미
  - 예외가 프로그램 시작지점까지 전파되고 처리되지 않으면 프로그램이 비정상 종료됨
  - try-catch문을 어디에 두고 예외처리를 진행할 것인지에 따라 예외처리 메서드에서 실행되게 하거나, 시작지점에서 예외처리를 시작하게 코드를 구성할 수 있음
예시 코드 (Login)
- Login 클래스에서 예외처리 발생 시의 책임 전가를 Main 메서드로 전가함
  - loginException 메서드는 입력받은 입력값(id, password) 에 대해서 검증만 진행하는 메서드

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        Login login = new Login();

        while (true){
            try {
                System.out.print("아이디 입력: ");
                String id = sc.nextLine().trim();

                System.out.print("비밀번호 입력: ");
                String password = sc.nextLine().trim();

                login.loginException(id, password);
                System.out.println("로그인 성공");
                break;
            } catch (Exception e) {
                System.out.println(e.getMessage());
            }
        }
    }
}

public class Login {

    public void loginException(String id,String password) throws Exception{

        if (!id.equals("admin") || !password.equals("1234")) {
            throw new Exception("로그인 실패! 아이디 또는 비밀번호가 잘못 입력되었습니다.");
        }
    }
}

Optional

null 을 안전하게 처리하기 위해서 활용되는 객체
- null 이란 값이 없음 또는 참조하지 않음을 나타내는 키워드
Optional 객체를 메서드 반환 자료형에 선언하여 해당 메서드가 null 이 반환될 가능성을 명확하게 전달할 수 있음
NullPointerException 예외는 런타임 예외이고 컴파일러가 잡아주지 못함
- 예외가 발생했을 때 처리해주지 않으면 프로그램이 종료되기 때문에 위의 기능을 반드시 사용해야 함!
예시 코드(캠프 수강생 찾기)를 통한 Optional 개념 실습 진행
- 코드의 흐름은 아래와 같음
  - 서비스 객체 생성 → 사용자 입력 받기 → 입력값 변수에 저장 → CampService에서 배열 탐색 & Optional 반환 →
    Optional로 값 존재 여부 확인 후 처리

// Main.java

import java.util.Optional;
import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        CampService campService = new CampService();
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        System.out.println("캠프에서 찾고 싶은 수강생의 이름을 입력하세요: ");
        String name = sc.next();

        // 캠프에서 수강생 찾기
        Optional<Student> studentOptional = campService.findStudentByName(name);
        if(studentOptional.isPresent()){
            Student student = studentOptional.get();
            System.out.println("캠프에 " + student.getName() + " 수강생이 존재합니다.");
        } else {
            System.out.println("해당 수강생은 캠프에 존재하지 않습니다.");
        }
    }
}

// CampService.java

import java.util.Optional;

public class CampService {
    // 속성
    private static Student[] students = {
            new Student("Spartan"),
            new Student("Steve"),
            new Student("John"),
    };

    // 생성자

    // 기능
    public Optional<Student> findStudentByName(String name){
        for(Student student : students){
            String studentName = student.getName();
            if(studentName.equals(name)){
                return Optional.of(student);
            }
        }
        return Optional.ofNullable(null);
    }
}

// Student.java

public class Student {
    // 속성
    String name;


    // 생성자
    public Student(String name){
        this.name=name;
    }

    // 기능
    public String getName(){
        return name;
    }
}

Colletion

다양한 자료구조들을 쉽게 사용할 수 있도록 인터페이스와 구현체(ArrayList, HashSet, HashMap)를 제공하는 집합
배열과 다르게 컬렉션은 길이를 동적으로 변경할 수 있음
- 배열은 크기가 고정되어 있어 한번 설정하면 길이를 변경할 수 없음
  배열의 길이 초과 시 에러가 발생하게 됨
선언 방법

컬렉션객체<자료형> 변수이름 = new 컬렉션객체<자료형>();

// 객체<다룰 데이터: 정수> 변수이름 = new 컬렉션객체생성자<정수>();
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();

자주 사용하는 컬렉션 종류와 특징

인터페이스	특징	구현체
List	순서 유지, 중복 허용	ArrayList
Set	순서 없음, 중복 불가	HashSet
Map	키-값 구조, 중복 불가	HashMap

예시 코드(ArrayList 사용한 장바구니 예제)
- 기능 선택을 통한 작동형태가 아닌 모든 기능이 작동되는 상황의 흐름을 나타내는 파일 예제를 구현

// Main.java -> 기능 동작 및 메서드 적용이 올바르게 되는지 확인하는 파일

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Cart cart = new Cart();
        Product onion = new Product("양파", 3000);
        Product apple = new Product("사과", 10000);
        Product fish = new Product("생선", 12000);
        Product tofu = new Product("두부", 2000);

        // 장바구니에 상품 추가
        System.out.println("장바구니에 상품 추가: ");
        cart.addProduct(onion);
        cart.addProduct(apple);
        cart.addProduct(fish);
        cart.addProduct(tofu);
        System.out.println();

        // 장바구니 상품 조회
        System.out.println("장바구니 상품 조회: ");
        cart.printCart();
        System.out.println();

        // 장바구니 총 금액 조회
        System.out.println("장바구니 총 금액 조회: ");
        cart.calculateTotalPrice();
        System.out.println();

        // 장바구니 상품 제거(사과)
        System.out.println("장바구니에서 사과 제거: ");
        cart.removeProduct("사과");
        System.out.println();

        // 장바구니 상품 조회
        System.out.println("장바구니 상품 조회: ");
        cart.printCart();
        System.out.println();
        
        // 장바구니 총 금액 조회
        System.out.println("장바구니 총 금액 조회: ");
        cart.calculateTotalPrice();
        System.out.println();
    }
}

// Product.java -> 상품의 기본적인 변수 선언 및 호출자 선언 (DTO 역할 수행)

public class Product {
    // 속성
    private String name;
    private int price;

    // 생성자
    public Product(String name, int price) {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    // 기능
    public String getName() {
        return this.name;
    }

    public int getPrice() {
        return this.price;
    }
}

// Cart.java -> 전반적인 장바구니 상품 추가,삭제,조회,총 금액 조회기능을 구현하는 파일

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Cart {
    // 속성
    private List<Product> cart = new ArrayList<>();

    // 생성자

    // 기능
    public void addProduct(Product product){
        cart.add(product);
        System.out.println(product.getName() + "가 장바구니에 추가되었습니다.");
    }

    public void removeProduct(String removeProductName){
        boolean removed = false;

        for (Product product : cart){
            String foundProductName = product.getName();
            if (foundProductName.equals(removeProductName)){
                cart.remove(product);
                removed = true;
                System.out.println(product.getName() + "가 장바구니에서 삭제되었습니다.");
                break;
            }
        }
        if (!removed){
            System.out.println("장바구니에 해당 상품이 없습니다.");
        }
    }

    public void printCart(){
        if (cart.isEmpty()){
            System.out.println("장바구니가 비었습니다.");
        } else {
            for (Product product : cart){
                System.out.println(product.getName() + ": " + product.getPrice());
            }
        }
    }

    public void calculateTotalPrice(){
        int total = 0;
        for (Product product : cart){
            total += product.getPrice();
        }
        System.out.println("총 금액은: " +  total);
    }
}

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