4. 반복문

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반복문이란?

프로그램에서 같은 작업을 여러 번 반복해야 할 때가 많습니다. 반복문은 특정 코드 블록을 조건에 따라 반복 실행하는 제어문입니다.

💡 일상 속 반복문

"1부터 100까지 모두 더해라"라는 문제가 있다면, 100줄의 코드를 작성하는 대신 반복문을 사용하면 몇 줄로 해결할 수 있습니다.

반복문의 종류

Java에서 제공하는 반복문은 다음과 같습니다:

반복문	용도
`for`	반복 횟수가 정해진 경우
`while`	조건이 참인 동안 반복
`do-while`	최소 1회 실행 후 조건 검사

for 문

for 문은 반복 횟수가 명확할 때 가장 많이 사용하는 반복문입니다.

기본 문법

for (초기화; 조건식; 증감식) {
    // 반복 실행할 코드
}

실행 흐름

1. 초기화 (한 번만 실행)
        ↓
2. 조건식 검사 ──(false)──→ 반복문 종료
        ↓ (true)
3. 반복 코드 실행
        ↓
4. 증감식 실행
        ↓
   2번으로 돌아감

기본 예제: 1부터 5까지 출력

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    System.out.println(i);
}
// 출력:
// 1
// 2
// 3
// 4
// 5

실행 과정:

단계	i 값	조건(i <= 5)	출력	i++ 후
1	1	true	1	2
2	2	true	2	3
3	3	true	3	4
4	4	true	4	5
5	5	true	5	6
6	6	false	-	종료

합계 계산

int sum = 0;

for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    sum += i;
}

System.out.println("1부터 100까지의 합: " + sum);
// 출력: 1부터 100까지의 합: 5050

역순 반복

for (int i = 5; i >= 1; i--) {
    System.out.println(i);
}
// 출력:
// 5
// 4
// 3
// 2
// 1

다양한 증감식

// 2씩 증가 (짝수 출력)
for (int i = 2; i <= 10; i += 2) {
    System.out.print(i + " ");
}
// 출력: 2 4 6 8 10

// 3씩 증가
for (int i = 0; i < 15; i += 3) {
    System.out.print(i + " ");
}
// 출력: 0 3 6 9 12

for 문 변형

// 초기화 생략
int i = 0;
for (; i < 5; i++) {
    System.out.print(i + " ");
}

// 조건식 생략 (무한 루프 - break 필요)
for (int j = 0; ; j++) {
    if (j >= 5) break;
    System.out.print(j + " ");
}

// 증감식 생략
for (int k = 0; k < 5; ) {
    System.out.print(k + " ");
    k++;
}

⚠️ 변수 범위 주의

for 문 내에서 선언한 변수(예: int i)는 for 문 블록 내에서만 사용 가능합니다. 반복문 밖에서 사용하려면 반복문 전에 선언해야 합니다.

while 문

while 문은 조건이 참인 동안 반복을 계속합니다. 반복 횟수가 정해지지 않은 경우에 유용합니다.

기본 문법

while (조건식) {
    // 조건이 true인 동안 반복 실행
}

실행 흐름

1. 조건식 검사 ──(false)──→ 반복문 종료
        ↓ (true)
2. 반복 코드 실행
        ↓
   1번으로 돌아감

기본 예제

int i = 1;

while (i <= 5) {
    System.out.println(i);
    i++;
}
// 출력:
// 1
// 2
// 3
// 4
// 5

for 문과 while 문 비교

for 문:

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    System.out.println(i);
}

while 문:

int i = 1;
while (i <= 5) {
    System.out.println(i);
    i++;
}

💡 for vs while 선택 기준

• for 문: 반복 횟수가 명확할 때 (배열 순회, 정해진 횟수 반복)
• while 문: 조건에 따라 반복할 때 (파일 읽기, 사용자 입력 대기)

조건에 따른 반복

int number = 1234;
int digitCount = 0;

while (number > 0) {
    number /= 10;  // 10으로 나눠 자릿수 줄이기
    digitCount++;
}

System.out.println("자릿수: " + digitCount);
// 출력: 자릿수: 4

합계 계산 (while 버전)

int sum = 0;
int i = 1;

while (i <= 100) {
    sum += i;
    i++;
}

System.out.println("합계: " + sum);
// 출력: 합계: 5050

do-while 문

do-while 문은 최소 1회 실행을 보장하는 반복문입니다. 조건 검사를 반복 코드 실행 후에 수행합니다.

기본 문법

do {
    // 최소 1회 실행, 이후 조건이 true인 동안 반복
} while (조건식);

실행 흐름

1. 반복 코드 실행 (무조건 1회)
        ↓
2. 조건식 검사 ──(false)──→ 반복문 종료
        ↓ (true)
   1번으로 돌아감

while 문과 do-while 문 비교

// while: 조건이 처음부터 false면 한 번도 실행 안 됨
int i = 10;
while (i < 5) {
    System.out.println("while: " + i);
    i++;
}
// 출력 없음

// do-while: 조건이 false여도 최소 1회 실행
int j = 10;
do {
    System.out.println("do-while: " + j);
    j++;
} while (j < 5);
// 출력: do-while: 10

do-while 기본 예제

int count = 1;

do {
    System.out.println("반복 " + count);
    count++;
} while (count <= 3);
// 출력:
// 반복 1
// 반복 2
// 반복 3

do-while 사용 케이스

메뉴 선택과 같이 최소 1회 실행이 필요한 경우에 유용합니다.

int choice;

do {
    System.out.println("===== 메뉴 =====");
    System.out.println("1. 시작");
    System.out.println("2. 설정");
    System.out.println("0. 종료");
    System.out.print("선택: ");

    choice = 0;  // 실제로는 Scanner로 입력받음

    switch (choice) {
        case 1:
            System.out.println("시작합니다.");
            break;
        case 2:
            System.out.println("설정 화면입니다.");
            break;
        case 0:
            System.out.println("종료합니다.");
            break;
        default:
            System.out.println("잘못된 선택입니다.");
    }
} while (choice != 0);

중첩 반복문

반복문 안에 또 다른 반복문을 넣을 수 있습니다. 이를 중첩 반복문이라고 합니다.

기본 구조

for (int i = 0; i < 외부횟수; i++) {
    for (int j = 0; j < 내부횟수; j++) {
        // 외부횟수 × 내부횟수 만큼 실행
    }
}

구구단 출력

for (int dan = 2; dan <= 9; dan++) {
    System.out.println("===== " + dan + "단 =====");
    for (int i = 1; i <= 9; i++) {
        System.out.println(dan + " × " + i + " = " + (dan * i));
    }
    System.out.println();
}

출력 (일부):

===== 2단 =====
2 × 1 = 2
2 × 2 = 4
...
2 × 9 = 18

===== 3단 =====
3 × 1 = 3
...

별 찍기: 직각 삼각형

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    for (int j = 1; j <= i; j++) {
        System.out.print("*");
    }
    System.out.println();
}

출력:

*
**
***
****
*****

별 찍기: 역삼각형

for (int i = 5; i >= 1; i--) {
    for (int j = 1; j <= i; j++) {
        System.out.print("*");
    }
    System.out.println();
}

출력:

*****
****
***
**
*

별 찍기: 피라미드

int height = 5;

for (int i = 1; i <= height; i++) {
    // 공백 출력
    for (int j = 1; j <= height - i; j++) {
        System.out.print(" ");
    }
    // 별 출력
    for (int k = 1; k <= 2 * i - 1; k++) {
        System.out.print("*");
    }
    System.out.println();
}

출력:

    *
   ***
  *****
 *******
*********

💡 중첩 반복문 실행 횟수

외부 반복이 n번, 내부 반복이 m번이면 총 n × m번 실행됩니다. 중첩이 깊어지면 실행 횟수가 기하급수적으로 증가하므로 주의하세요.

break와 continue

break

break는 반복문을 즉시 종료합니다.

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    if (i == 5) {
        break;  // i가 5일 때 반복문 종료
    }
    System.out.print(i + " ");
}
// 출력: 1 2 3 4

continue

continue는 현재 반복을 건너뛰고 다음 반복으로 넘어갑니다.

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    if (i == 3) {
        continue;  // i가 3일 때 건너뛰기
    }
    System.out.print(i + " ");
}
// 출력: 1 2 4 5

break vs continue 비교

System.out.println("=== break ===");
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    if (i == 3) break;
    System.out.print(i + " ");
}
// 출력: 1 2

System.out.println("\n=== continue ===");
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    if (i == 3) continue;
    System.out.print(i + " ");
}
// 출력: 1 2 4 5

특정 값 찾기 (break 활용)

int[] numbers = {10, 25, 30, 45, 50};
int target = 30;
boolean found = false;

for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    if (numbers[i] == target) {
        System.out.println(target + "을 인덱스 " + i + "에서 찾았습니다.");
        found = true;
        break;
    }
}

if (!found) {
    System.out.println(target + "을 찾지 못했습니다.");
}
// 출력: 30을 인덱스 2에서 찾았습니다.

홀수만 출력 (continue 활용)

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    if (i % 2 == 0) {
        continue;  // 짝수는 건너뛰기
    }
    System.out.print(i + " ");
}
// 출력: 1 3 5 7 9

레이블을 이용한 중첩 반복문 제어

중첩 반복문에서 외부 반복문을 제어하려면 레이블(label)을 사용합니다.

outer:  // 레이블 선언
for (int i = 1; i <= 3; i++) {
    for (int j = 1; j <= 3; j++) {
        if (i == 2 && j == 2) {
            break outer;  // 외부 반복문까지 종료
        }
        System.out.println("i=" + i + ", j=" + j);
    }
}

출력:

i=1, j=1
i=1, j=2
i=1, j=3
i=2, j=1

⚠️ 레이블 사용 주의

레이블은 코드의 가독성을 떨어뜨릴 수 있으므로, 꼭 필요한 경우에만 사용하세요. 대부분의 경우 메서드 분리나 플래그 변수로 대체할 수 있습니다.

무한 루프

조건이 항상 참이면 반복문이 끝나지 않는 무한 루프가 됩니다.

for 무한 루프

for (;;) {
    System.out.println("무한 반복");
    // break 없으면 영원히 반복
}

while 무한 루프

while (true) {
    System.out.println("무한 반복");
    // break 없으면 영원히 반복
}

무한 루프 활용 예제

int count = 0;

while (true) {
    count++;
    System.out.println("반복 " + count);

    if (count >= 5) {
        System.out.println("종료!");
        break;
    }
}
// 출력:
// 반복 1
// 반복 2
// 반복 3
// 반복 4
// 반복 5
// 종료!

⚠️ 무한 루프 주의사항

무한 루프는 반드시 탈출 조건(break)이 있어야 합니다. 탈출 조건이 없으면 프로그램이 멈추지 않으므로 강제 종료(Ctrl+C)가 필요합니다.