JAVA 기본 자료형의 종류와 크기에 대해서

변수란 하나의 값을 저장할 수 있는 메모리 공간입니다.

 

변수에는 기본 자료형과 참조 자료형이 있습니다.

기본 자료형은 값 자체를 가지고 있는 변수를 의미하고 참조 자료형은 주소값을 가지고 있는 변수를 의미합니다.

 

오늘은 기본 자료형에 대해 알아보겠습니다.

기본 자료형 종류와 크기

JAVA의 기본형은 총 8가지로 byte, short, int, long, float, double, char, boolean이 있습니다.

종류/크기	1byte	2byte	4byte	8byte
정수형	byte	short	int	long
실수형			float	double
문자형		char
논리형	boolean

int와 double은 각각 정수형과 실수형의 default 타입입니다.

 

표현 범위

1byte = 8bit 이고, 1bit로 나타낼 수 있는 수는 0과 1, 두 가지입니다.

그러면 2bit로 나타낼 수 경우의 수는 몇일까요? 

1bit	1bit
0	0
0	1
1	0
1	1

표와 같이 4가지, 즉 2^2입니다.

따라서 N-bit로 나타낼 수 있는 값의 개수는 2^N가지라고 생각하면 됩니다.

 

이 개념을 이용해서 크기를 이용해 각 타입의 범위를 구할 수 있습니다.

 

먼저, 정수부터 살펴보겠습니다.

정수

정수는 두 가지로 구분할 수 있습니다.

1. 부호가 없는 경우

2. 부호가 있는 경우

 

부호가 있냐 없냐는 음수의 유무로 따지면 됩니다.

부호가 있는 경우엔 부호 비트(1bit)를 생각해야 합니다.

 

우선 크기별로 n비트로 표현할 수 있는 값의 개수를 알아보겠습니다.

크기	값의 개수
1byte = 8bit	2^8 = 256가지
2byte = 16bit	2^16 = 65,536가지
4byte = 32bit	2^32 = 4,294,967,296가지
8byte = 64bit	2^64 = 18,446,744,073,709,551,616가지

 

부호가 없는 정수의 범위

부호가 없는 정수의 범위의 경우 0~ 시작하기 때문에 0~2^N-1로 표현할 수 있습니다.

크기	부호 없는 정수의 범위
1byte = 8bit	0~2^8-1	0~255
2byte = 16bit	0~2^16-1	0~65,535
4byte = 32bit	0~2^32-1	0~4,294,967,295
8byte = 64bit	0~2^64-1	0~18,446,744,073,709,551,615

 

부호가 있는 정수의 범위

부호가 있는 byte 정수

부호가 있는 정수의 경우, 맨 앞 1bit를 부호 비트로 사용하게 됩니다.

부호 비트가 1이면 음수, 0이면 양수를 나타내게 됩니다.

범위를 구할 땐 부호 비트를 제외(2^(N-1))하고 구한 후, 음수 영역도 나타내면 됩니다.

 

byte 타입으로 예를 들면 다음과 같습니다.

 

크기	부호 있는 정수의 범위
1byte = 8bit	-2^7 ~ (2^7)-1	-128 ~ 127
2byte = 16bit	-2^15 ~ (2^15)-1	-32768 ~ 32767
4byte = 32bit	-2^31 ~ (2^31)-1	2^31 = (2^10)^3 * 2 2^10 = 1024 => 약 10^3 (10^3)^3 * 2 = 10^9 * 2 => 약 20억 -20억 ~ 20억
8byte = 64bit	-2^63 ~ (2^63)-1	2^63 = 2^3 * 2^60 => 약 2^3 * (10^3)^6 2^3 * 10^18 => 약 800경 -800경 ~ 800경

 

실수

실수는 부동소수점을 이용해서 표현합니다.

2진수로는 소수를 정확하게 표현할 수 없기 때문에 중간에 표현할 수 없는 범위가 존재합니다.

 

범위를 계산하는 방법이 존재하지만, 부동 소수점에 대해 이해해야 하기때문에 여기선 범위만 나타내겠습니다.

종류	실수의 범위
float	-3.4*10^38 ~ -1.4*10^-45, 1.4*10^-45 ~ 3.4*10^38
double	-4.9*10^-324 ~ -1.8*10^308, 1.8*10^308 ~ 4.9*10^-324

 

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위에서는 byte 크기를 기준으로 범위를 구했기 때문에 헷갈릴 수 있어서 하나로 정리해보겠습니다.

종류	타입	범위
논리형	boolean	1byte지만, 0 or 1로만 나타냄
문자형	char	2byte, 부호가 없음 => 0~65,535
정수형	byte	1byte, 부호가 있음 => -128 ~ 127
	short	2byte, 부호가 있음 => -32768 ~ 32767
	int	4byte, 부호가 있음 => 대략 -20억 ~ 20억
	long	8byte, 부호가 있음 => 대략 -800경 ~ 800경
실수형	float	4byte, -3.4*10^38 ~ -1.4*10^-45, 1.4*10^-45 ~ 3.4*10^38
	double	8byte, -4.9*10^-324 ~ -1.8*10^308, 1.8*10^308 ~ 4.9*10^-324

따라서 자료형의 크기만 안다면, 실수를 제외하고는 범위를 구할 수 있습니다.

 

범위를 알고 있으면 변수를 선택할 때 도움이 됩니다.

특히 int형은 자주 쓰이기 때문에 수가 크더라도 대략 -+20억이라고 생각하고 있으면 이해하기 쉽습니다.

 

잘못된 정보가 있거나, 다른 의견이 있으시다면 피드백 부탁드립니다. 감사합니다 :)