자바 원시 타입과 참조 타입 [CS 면접 박살내기]
자바 원시 타입과 참조 타입 🎯
자바를 처음 배울 때 가장 헷갈렸던 부분이 바로 원시 타입과 참조 타입의 차이점이었다. int와 Integer의 차이, String이 왜 참조 타입인지, 메모리에서는 어떻게 저장되는지… 이번에는 자바의 데이터 타입에 대해 차근차근 알아보자.
자바의 데이터 타입 분류 📊
자바에서는 크게 두 가지 데이터 타입이 있다:
- 원시 타입(Primitive Data Types) ⚡ - 8가지 기본 타입
- 참조 타입(Reference Data Types) 🔗 - 객체를 참조하는 타입
이 둘의 가장 큰 차이점은 메모리에 값을 어떻게 저장하느냐에 있다.
원시 타입(Primitive Data Types) ⚡
원시 타입은 자바에서 가장 기본적이며 내장된 데이터 타입이다.
값 자체를 메모리에 직접 저장하는 방식으로, 객체가 아닌 실제 데이터를 다룬다.
원시 타입의 특징
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int x = 10;
이렇게 선언하면 변수 x는 스택 메모리의 특정 주소에 저장되고, 그 주소에는 값 10이 직접 저장된다.
- 값을 직접 저장: 객체처럼 참조 주소를 저장하는 것이 아님
- 성능이 빠름: 메모리 접근이 직접적
- 메모리 효율적: 추가 오버헤드 없음
- null 불가능: 항상 실제 값을 가져야 함
자바의 8가지 원시 타입
| 분류 | 타입 | 크기 | 값 범위 또는 특징 |
|---|---|---|---|
| 정수형 | byte | 1 byte | -128 ~ 127 |
short | 2 bytes | -32,768 ~ 32,767 | |
int | 4 bytes | -2³¹ ~ 2³¹-1 (기본 정수형) | |
long | 8 bytes | -2⁶³ ~ 2⁶³-1 | |
| 실수형 | float | 4 bytes | 소수점 지원, 단정도 |
double | 8 bytes | 기본 실수형, 배정도 | |
| 문자형 | char | 2 bytes | 유니코드 문자 한 글자 |
| 논리형 | boolean | 1 bit | true 또는 false |
원시 타입 사용 예시
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// 정수형
int age = 25;
long population = 1000000000L;
// 실수형
double price = 19.99;
float rate = 3.14f;
// 문자형
char grade = 'A';
// 논리형
boolean isActive = true;
참조 타입(Reference Data Types) 🔗
참조 타입은 실제 데이터를 직접 저장하지 않고, 힙 메모리에 있는 객체의 주소(참조값)를 저장하는 데이터 타입이다.
참조 타입의 특징
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String str = "Hello";
이렇게 선언하면:
str은 스택 메모리에 저장됨"Hello"라는 실제 값은 힙 메모리에 저장됨str은 그 값을 가리키는 주소(참조값)만 저장함
즉, str은 값 자체가 아닌 값이 위치한 주소를 저장한다.
참조 타입의 종류
| 참조 타입 | 설명 | 예시 |
|---|---|---|
String | 문자열 객체 | String name = "김철수"; |
Array | 배열 (모든 타입의 배열은 객체) | int[] numbers = {1, 2, 3}; |
Interface | 인터페이스 타입 변수 | List<String> list; |
Enum | 열거형 | Color.RED |
Class | 우리가 만든 모든 클래스 | User user = new User(); |
참조 타입 사용 예시
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// String
String name = "김철수";
String nullString = null; // null 가능
// Array
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
String[] fruits = {"사과", "바나나", "오렌지"};
// Class
User user = new User("김철수", 25);
List<String> list = new ArrayList<>();
원시 타입 vs 참조 타입 비교 ⚖️
| 항목 | 원시 타입 | 참조 타입 |
|---|---|---|
| 저장 방식 | 스택에 값 직접 저장 | 스택에 주소, 값은 힙 |
| 예시 | int x = 10; | String s = "Hi"; |
| 성능 | 빠름 ⚡ | 상대적으로 느림 🐌 |
| 메모리 사용량 | 적음 💪 | 많음 (객체 오버헤드) 📦 |
| null 가능성 | 불가능 ❌ | 가능 ✅ |
| 기본값 | 타입별 기본값 존재 | null |
메모리 관점에서의 차이점
원시 타입의 메모리 저장
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스택 메모리:
┌─────────┬─────────┐
│ 변수명 │ 값 │
├─────────┼─────────┤
│ x │ 10 │ ← 값이 직접 저장됨
└─────────┴─────────┘
참조 타입의 메모리 저장
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스택 메모리: 힙 메모리:
┌─────────┬─────────┐ ┌─────────┬─────────┐
│ 변수명 │ 주소 │ │ 주소 │ 값 │
├─────────┼─────────┤ ├─────────┼─────────┤
│ str │ 0x1234 │→ │ 0x1234 │ "Hello" │
└─────────┴─────────┘ └─────────┴─────────┘
Wrapper 클래스와의 관계
원시 타입에는 각각 대응하는 Wrapper 클래스가 있다:
| 원시 타입 | Wrapper 클래스 |
|---|---|
byte | Byte |
short | Short |
int | Integer |
long | Long |
float | Float |
double | Double |
char | Character |
boolean | Boolean |
Auto-boxing과 Auto-unboxing
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// Auto-boxing: 원시 타입 → Wrapper 클래스
Integer num = 10; // int 10이 Integer 객체로 자동 변환
// Auto-unboxing: Wrapper 클래스 → 원시 타입
int value = num; // Integer 객체가 int로 자동 변환
실제 사용 시 주의사항 ⚠️
1. null 처리
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// 원시 타입 - null 불가능
int age = null; // 컴파일 에러!
// 참조 타입 - null 가능
String name = null; // 가능
if (name != null) {
System.out.println(name.length());
}
2. 비교 연산
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// 원시 타입 - 값 비교
int a = 10;
int b = 10;
System.out.println(a == b); // true
// 참조 타입 - 주소 비교 (주의!)
String str1 = new String("Hello");
String str2 = new String("Hello");
System.out.println(str1 == str2); // false! (주소가 다름)
System.out.println(str1.equals(str2)); // true (값 비교)
3. 메모리 효율성
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// 원시 타입 - 메모리 효율적
int[] numbers = new int[1000]; // 4KB
// 참조 타입 - 메모리 오버헤드
Integer[] numbers = new Integer[1000]; // 4KB + 객체 오버헤드
면접용 핵심 정리 🎯
원시 타입
“자바의 원시 타입은 객체가 아닌 실제 값을 메모리에 직접 저장하는 타입으로, 총 8가지가 존재하며 빠르고 효율적인 데이터 처리를 가능하게 한다.”
참조 타입
“참조 타입은 값이 아닌 객체의 주소를 저장하며, 해당 주소를 통해 힙 메모리에 있는 실제 데이터를 간접적으로 참조하는 방식이다.”
차이점 요약
“원시 타입은 스택에 값을 직접 저장하고 null이 불가능하며 성능이 빠르고, 참조 타입은 스택에 주소를 저장하고 힙에 값을 저장하며 null이 가능하고 상대적으로 느리다.”
결론 🎉
자바에서 원시 타입과 참조 타입을 구분하는 것은 메모리 관리와 성능 최적화에 매우 중요하다.
- 간단한 데이터나 성능이 중요한 경우에는 원시 타입을 사용하고
- 복잡한 객체나 null 처리가 필요한 경우에는 참조 타입을 사용하는 것이 좋다
이런 기본 개념을 정확히 이해하고 있다면, 면접에서도 자신 있게 답변할 수 있을 것이다!