[Java]자바 while 문: 무한 반복을 넘어서

자바 프로그래밍에서 반복문은 매우 중요합니다. 그중 가장 기본적이면서도 유용한 while 문에 대해 알아보겠습니다. while 문은 조건이 참일 때까지 코드 블록을 반복 실행하는 데 사용됩니다. 이 글에서는 java while 문의 기본 구조부터 활용 방법, 주의사항까지 상세히 다뤄보겠습니다.

≣ 목차

• while 문 기본구조🤹
• while 문 예제🤸
• while 문 사용 시 주의할 점💫
• do-while 문🏃
• 핵심 내용👀

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1. while 문 기본 구조🤹‍♂️

while 문은 프로그래밍에서 특정 조건이 만족될 때까지 일련의 작업을 반복하는 데 사용됩니다. while 문은 다음과 같은 기본 구조를 가집니다.

while (조건식) {
    // 조건식이 참일 때 실행될 코드
}

여기서 조건식은 true 또는 false로 평가될 수 있는 식이며, 조건식이 true일 경우 중괄호 안의 코드 블록이 반복해서 실행되고 false라면 while 문을 종료합니다.

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2. while 문 예제🤸‍♀️

간단한 예제를 통해 while 문을 이해해보겠습니다.
▶ 1부터 10까지 숫자 출력하기
이 코드는 변수 i가 10 이하인 동안 1부터 10까지의 숫자를 출력합니다.

int i = 1;
while (i <= 10) {
    System.out.println(i);
    i++;
}

▶ 사용자가 특정한 값을 입력할 때까지 계속해서 입력 받기
while 문은 사용자로부터 입력을 받을 때 유용하게 사용될 수 있습니다. 다음 예제는 사용자가 특정한 값을 입력할 때 유용하게 사용될 수 있습니다.

import java.util.Scanner;

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int userInput;

System.out.println("원하는 숫자를 입력하세요:");
while (!scanner.hasNextInt()) {
    System.out.println("숫자를 입력해주세요!");
    scanner.next(); // 잘못된 입력값 무시
}
userInput = scanner.nextInt();
System.out.println("입력한 숫자는 " + userInput + "입니다.");

▶ 사용자로부터 입력받은 양의 정수까지의 합을 계산하여 출력하기

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // 사용자로부터 양의 정수를 입력 받음
        System.out.print("양의 정수를 입력하세요: ");
        int number = scanner.nextInt();
        
        // 합을 저장할 변수 초기화
        int sum = 0;
        
        // 변수 초기화
        int i = 1;
        
        // while문을 사용하여 1부터 입력받은 숫자까지의 합 계산
        while (i <= number) {
            sum += i; // 합 계산
            i++;      // 다음 숫자로 이동
        }
        
        // 결과 출력
        System.out.println("1부터 " + number + "까지의 합: " + sum);
    }
}

사용자로부터 양의 정수를 입력받아 해당 숫자까지의 합을 계산하여 출력하는 간단한 while 문 예제입니다. 입력받은 숫자를 변수 number에 저장하고, 합을 계산하기 위한 변수 sum을 초기화합니다. 그리고 변수 i를 1로 초기화 한 후, while 문을 사용하여 1부터 number까지의 숫자를 더해 sum에 저장합니다. while 문이 종료되면 최종 합을 출력합니다.

▶중첩 while 문 이용한 구구단 출력하기
중첩 while 문은 한 while 문 안에 다른 while 문을 포함하는 것을 말합니다. 이는 복잡한 상황에서도 유연하게 반복 작업을 처리할 수 있도록 도와줍니다. 다음은 중첩 while 문을 사용하여 구구단을 출력하는 예제입니다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 2;
        while (i <= 9) {
            int j = 1;
            System.out.println(i + "단");
            while (j <= 9) {
                System.out.println(i + " * " + j + " = " + (i * j));
                j++;
            }
            System.out.println(); // 각 단을 구분하기 위한 빈 줄 출력
            i++;
        }
    }
}

이 예제에서는 바깥쪽 while 문에서는 구구단의 단을 나타내는 변수 i를 2부터 9까지 증가시키면서 반복합니다. 그리고 안 쪽 while문에서는 각 단에서의 숫자를 나타내는 변수 j를 1부터 9까지 증가시키면서 구구단을 출력합니다.

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3. while 문 사용 시 주의할 점💫

while 문에서 조건식이 참이면 무한 루프에 빠질 수 있습니다. 무한 반복의 위험은 프로그램이 의도치 않게 끝나지 않고 무한히 실행되는 상황을 의미합니다. 이는 프로그램을 비정상적으로 종료시키고, 시스템의 리소스를 소비하는 등의 심각한 문제를 야기할 수 있습니다. 따라서 무한 반복에 빠지지 않도록 주의해야 합니다.
while 문 사용시 주의할 점과 무한 반복을 피하는 방법은 다음과 같습니다.

1. 적절한 종료 조건 설정: while 문 내부에서 종료 조건을 명확하게 설정합니다. 이 조건이 충족될 때 반복이 멈추도록 해야 합니다.
2. 변수 업데이트: 반복문 내부에서 변수를 업데이트하는 것을 잊지 말아야 합니다. 종료 조건에 영향을 주는 변수를 적절히 업데이트하여 반복문이 종료될 수 있도록 해야 합니다.
3. 조건식 검증: while 문의 조건식을 정확하게 검증해야 합니다. 조건식이 항상 참이 되거나 항상 거짓이 되는 경우를 방지해야 합니다.
4. 무한 루프 방지: 무한 반복에 빠지는 것을 방지하기 위해 보조적인 방법을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 무한 반복을 방지하기 위한 카운터를 사용하거나, 사용자가 특정 키를 입력할 때 반복을 종료하는 등의 방법을 활용할 수 있습니다.
5. 테스트와 디버깅: 반복문을 작성한 후에는 항상 테스트를 통해 무한 반복에 빠지는지 확인해야 합니다. 또한, 디버깅 도구를 사용하여 프로그램을 실행하면서 반복문이 제대로 동작하는지 확인하는 것이 중요합니다.

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // 적절한 종료 조건 설정: 사용자가 -1을 입력할 때까지 반복
        int userInput;
        while (true) {
            System.out.print("정수를 입력하세요 (-1 입력 시 종료): ");
            userInput = scanner.nextInt();
            
            // 조건 검사: 입력된 값이 -1이면 반복 종료
            if (userInput == -1) {
                System.out.println("프로그램을 종료합니다.");
                break; // 반복 종료
            }
            
            // 변수 업데이트: 사용자가 올바른 입력을 할 때마다 반복 횟수 증가
            // 여기서는 특정 범위 내의 값인지 확인하는 작업이 이루어짐
            if (userInput >= 1 && userInput <= 100) {
                System.out.println("입력한 값은 올바른 범위 내에 있습니다.");
            } else {
                System.out.println("입력한 값이 올바른 범위에 속하지 않습니다.");
            }
            
            // 테스트와 디버깅: 입력값 확인
            System.out.println("입력된 값: " + userInput);
        }
        
        scanner.close(); // 스캐너 닫기
    }
}

사용자로부터 정수를 입력받고, 입력된 정수가 특정 범위 내 값인지 확인하는 프로그램의 예시입니다. 이 프로그램에서 적절한 종료 조건 설정, 변수 업데이트, 조건식 검증, 무한 루프 방지, 테스트와 디버깅의 각 단계를 이루고 있습니다.

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4. do-while 문🏃

do-while 문은 while 문과 유사하지만, 먼저 코드 블록을 실행한 다음 조건을 검사하여 반복 여부를 결정하는 차이가 있습니다. 이는 코드 블록이 최소한 한 번은 실행됨을 보장합니다. do-while 문의 기본 구조는 다음과 같습니다.

do {
    // 실행할 코드 블록
} while (조건식);

먼저 do 블록 안의 코드가 실행되고, 그 후에 while 뒤의 조건식이 평가됩니다. 조건식이 true면 루프가 계속되고, false면 루프가 종료됩니다.
do-while 문의 간단한 예제를 살펴보겠습니다. 사용자로부터 값을 입력받아서 0이 입력될 때까지 합계를 계산해 보겠습니다.

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int sum = 0;
        int number;

        do {
            System.out.print("정수를 입력하세요 (0 입력 시 종료): ");
            number = scanner.nextInt();
            sum += number;
        } while (number != 0);

        System.out.println("입력된 정수의 합: " + sum);
    }
}

이 예제에서는 사용자가 0을 입력하기 전까지 계속해서 사용자로부터 정수를 입력받고, 입력된 정수들의 합을 계산하여 출력합니다.

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5. 핵심 내용👀