📑 자바 자료형 완전 정리 [기본형, 참조형, Wrapper 클래스]

1. 기본 자료형 (Primitive Type)

메모리에 실제 데이터 값을 직접 저장하며 주로 스택(Stack) 메모리 영역에 할당된다. 자바에는 총 8개의 기본 자료형이 정의되어 있다.

정수형

byte
1byte의 크기를 가지며 기본값은 0이다.
표현 가능한 값의 범위는 -128 ~ 127이다.

short
2byte의 크기를 가지며 기본값은 0이다.
표현 가능한 값의 범위는 -32,768 ~ 32,767이다.

int
4byte의 크기를 가지며 기본값은 0이다.
표현 가능한 값의 범위는 -2^31 ~ (2^31 - 1)이다. (약 +-21억)

long
8byte의 크기를 가지며 기본값은 0L이다.
표현 가능한 값의 범위는 -2^63 ~ (2^63 - 1)이다. (약 +-9경 2,000조)

실수형

float
4byte의 크기를 가지며 기본값은 0.0f이다.
표현 가능한 값의 범위는 약 +-3.4 * 10^38이다. (단정밀도 부동 소수점)

double
8byte의 크기를 가지며 기본값은 0.0d이다.
표현 가능한 값의 범위는 약 +-1.7 * 10^308이다. (배정밀도 부동 소수점)

※ 실수형은 근사값으로 저장되기 때문에 연산 과정에서 오차가 발생할 수 있어 주의해야 한다.

문자형

char
2byte의 크기를 가지며 기본값은 '\u0000'이다.
표현 가능한 값의 범위는 \u0000 ~ \uffff이다. (유니코드)

논리형

boolean
기본값은 false이다.

boolean은 크기가 명확하게 정의되어 있지 않으며 JVM 구현 방식에 따라 다를 수 있지만 일반적으로 배열에서는 1byte, 단일 변수에서는 4byte(int 크기)로 처리되는 경우가 많다.

표현 가능한 값의 범위는 true 또는 false이다.

2. 참조 자료형 (Reference Type)

참조 자료형은 실제 객체의 메모리 주소(Reference)를 저장한다. 변수는 스택(Stack) 영역에 주소값을 저장하고 실제 객체 데이터는 힙(Heap) 메모리 영역에 동적으로 생성된다. 기본 자료형 8가지를 제외한 모든 타입이 참조 자료형에 해당한다.

String name = "Java";        // 문자열 객체 참조
int[] numbers = {1, 2, 3};   // 배열 객체 참조
myClass obj = new MyClass(); // 사용자 정의 클래스 객체 참조

참조 자료형은 null 값을 가질 수 있으며 객체를 참조하지 않는 상태를 표현할 수 있다. 또한 객체이므로 해당 객체가 제공하는 메서드를 사용할 수 있다.

참조 자료형 변수끼리 == 연산을 사용하면 주소값을 비교한다. 실제 저장된 값을 비교하려면 equals() 메서드를 사용해야 한다. (참고)

String a = new String("BlueCool");
String b = new String("BlueCool");

System.out.println(a == b);      // false (주소 비교)
System.out.println(a.equals(b)); // true (값 비교)

Java에서는 가비지 컬렉터(Garbage Collector)가 더 이상 참조되지 않는 객체를 자동으로 제거하여 메모리를 관리한다.

3. Wrapper 클래스

자바의 래퍼 클래스는 8개의 기본 자료형을 객체로 다루기 위해 포장한 참조 자료형이다. 이 클래스들은 모두 java.lang 패키지에 포함되어 있다.

사용 목적

• 컬렉션 프레임워크 사용
  ArrayList, HashMap 등 자바의 제네릭 기반 컬렉션 프레임워크는 내부적으로 객체만 처리한다. 따라서 기본 자료형 데이터를 저장하기 위해서는 래퍼 클래스로 변환해야 한다.
• 제네릭 타입 인수 제한
  제네릭에서는 타입 파라미터로 기본 자료형을 직접 사용할 수 없다.
• null 상태 표현
  기본 자료형은 null 값을 가질 수 없다. 반면 래퍼 클래스는 참조 자료형이므로 null 값을 할당할 수 있어 데이터베이스 연동 등에서 값이 없는 상태를 표현하는 데 사용된다.
• 유틸리티 메서드 및 상수 제공
  래퍼 클래스는 형 변환, 문자열 변환, 상수값 반환 등 다양한 유틸리티 메서드를 제공한다.

기본 자료형과 래퍼 클래스 매핑

byte -> Byte
short -> Short
int -> Integer
long -> Long
float -> Float
double -> Double
char -> Character
boolean -> Boolean

박싱(Auto-Boxing) & 언박싱(Unboxing)

박싱은 기본 자료형의 값을 래퍼 클래스 객체로 변환하는 과정을 의미하며 언박싱은 래퍼 클래스 객체에 저장된 값을 다시 기본 자료형으로 변환하는 과정을 의미한다.

자바에서는 JDK 1.5부터 컴파일러가 박싱과 언박싱을 자동으로 처리하는 오토박싱과 오토언박싱을 지원한다. 이를 통해 개발자가 객체 생성이나 값 추출 메서드를 직접 호출하지 않아도 기본 자료형과 래퍼 클래스 간 변환이 자동으로 이루어진다.

// 오토박싱: 기본형 -> Wrapper
Integer numObj = 10; // Integer.valueOf(10) 자동 적용

// 오토언박싱: Wrapper -> 기본형
int num = numObj;    // numObj.intValue() 자동 적용