[내일배움캠프 Spring_3기] CH2 계산기 과제 Step1

오늘은 CH2 Java 계산기 과제를 해보았다.
저번 주, 어제 틈틈히 Java 강의를 들어서 오늘 바로 과제를 진행할 수 있었다.

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과제 Intro

클래스를 사용하지 않는 계산기

필수 [STEP 1]
클래스 없이 자바의 기본 문법만을 사용하여 구현한 계산기

클래스를 활용한 계산기

필수 [STEP 2]
객체 지향 개념을 적용하여 클래스 정의, 연산을 수행하는 메소드를 작성한 계산기

도전 [STEP 3]
Java의 Enum, 제네릭, 람다 & 스트림을 적용한 계산기

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0단계 (개발환경 세팅)

• IntelliJ IDEA 사용
• 새 Java 프로젝트 생성 → 패키지 및 클래스 추가 → 기본 코드 작성

Hello, Calculator!가 정상적으로 출력되는 모습

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생각해보기

이번 과제를 받고 단순히 기능을 구현하는 것보다
어떻게 접근하고 설계하는지가 더 중요한 과제라는 느낌을 받았다.

그래서 바로 시작하기보다는
어떻게 풀어나갈지를 먼저 정리해보기로 했다.

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1. 요구사항 정의

단순한 사칙연산 계산기가 아니라,
괄호와 제곱, 제곱근까지 사용할 수 있는 계산기를 목표로 설정했다.

• 기본 사칙연산: 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈
• 괄호를 이용한 연산 우선순위 처리
• 제곱 연산(^)과 제곱근(sqrt)
• 공백이 포함된 수식 입력 가능

사용자 인터페이스는 콘솔 기반으로 결정했다.
이번 과제의 필수 목표는 계산 로직 자체에 있다고 생각했기 때문에,
우선은 콘솔에서 수식을 입력받고 결과를 출력하는 방식으로 진행할 예정이다.
추후 GUI로 구현하는 것도 도전해보고 싶다.

또한 계산기에서 발생할 수 있는 예외 상황도 함께 고려했다.
특히 0으로 나누는 경우나 잘못된 수식이 입력되는 경우에는
프로그램이 종료되지 않고 오류 메시지를 출력한 뒤
다시 입력을 받을 수 있도록 처리하고 싶었다.

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2. 설계

입력과 출력은 main 메서드에서 담당하고,
실제 계산 로직은 별도의 Calculator 클래스에서 처리하도록 나눌 계획이다.

각 연산은 메서드 단위로 분리해
하나의 메서드가 하나의 역할만 하도록 구현하려고 한다.
이렇게 하면 코드가 길어지더라도 가독성을 유지할 수 있고,
이후 기능 추가나 수정도 쉬워질 것이라 생각했다.

특히 괄호와 연산자 우선순위를 처리해야 하기 때문에
단순히 if/else로 계산하는 방식보다는
문자열 형태의 수식을 해석해 계산하는 구조가 필요하다고 판단했다.

• 필수 과제에서는 콘솔 기반 계산기 완성을 목표로 한다.
  계산 로직을 중심으로 구현하며 요구사항과 예외 처리를 우선 안정적으로 완성한다.
• 도전 과제에서는 필수 과제에서 구현한 계산 로직을 기반으로
  Enum, 제네릭, 람다, 스트림을 실제 코드에 적용해 구조를 개선한다.
  연산자 타입은 Enum으로 관리하고,
  계산기는 제네릭을 적용해 정수뿐 아니라 실수 타입 연산까지 확장한다.
  연산 결과 조회 기능은 람다와 스트림을 활용해 구현할 예정이다.
  추가로 계산 로직은 유지한 채 입력·출력만 GUI로 확장해
  콘솔 계산기를 GUI 계산기로 재사용하는 것도 목표로 하고 있다.

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Step 1 구현 방향

Step 1에서는 클래스 없이 기본적인 연산을 수행하는 계산기를 만드는 것이 목표였다.
따라서 별도의 Calculator 클래스를 만들지 않고
App 클래스의 main 메서드 안에서 모든 기능을 구현했다.

또한 계산기가 한 번 계산하고 끝나는 구조가 아니라,
사용자가 종료를 입력하기 전까지 계속 계산할 수 있도록
전체 로직을 반복문 안에 구성했다.

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        while (true) {
            // 입력 → 연산 → 출력 → 종료 여부 확인
        }
    }
}

• Calculator 클래스 없이 main 메서드에 구현
• while(true)로 exit 입력 전까지 반복

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입력 처리 방식

사용자 입력은 Scanner를 사용했다.
숫자 입력은 nextInt()로 받아 각각 num1, num2에 저장했고,
연산자는 문자열로 입력받은 뒤 charAt(0)을 사용해 첫 글자만 char로 가져왔다.

System.out.print("첫 번째 숫자를 입력하세요: ");
int num1 = sc.nextInt();

System.out.print("두 번째 숫자를 입력하세요: ");
int num2 = sc.nextInt();

System.out.print("사칙연산 기호를 입력하세요 (+, -, *, /): ");
char operator = sc.next().charAt(0);

• 숫자 입력: nextInt()
• 연산자 입력: next() → charAt(0)

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연산 처리 방식 (switch 사용)

연산자에 따라 다른 계산을 수행해야 하므로 switch문을 사용했다.
각 연산 결과는 result 변수에 저장하고,
정상 연산 여부는 isValid 플래그로 관리했다.

int result = 0;
boolean isValid = true;

switch (operator) {
    case '+':
        result = num1 + num2;
        break;
    case '-':
        result = num1 - num2;
        break;
    case '*':
        result = num1 * num2;
        break;
    case '/':
        break;
    default:
        System.out.println("지원하지 않는 연산자입니다.");
        isValid = false;
}

• switch문으로 연산자 분기
• 결과는 result에 저장
• 정상 여부는 isValid로 판단

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예외 처리 (0으로 나누기 / 잘못된 연산자)

나눗셈의 경우 두 번째 숫자가 0이면 오류가 발생할 수 있기 때문에
num2 == 0 여부를 먼저 검사했다.

case '/':
    if (num2 == 0) {
        System.out.println("나눗셈 연산에서 분모(두 번째 숫자)에 0이 입력될 수 없습니다.");
        isValid = false;
    } else {
        result = num1 / num2;
    }
    break;

• 분모가 0일 경우 오류 메시지 출력
• 정상 연산이 아닐 경우 결과 출력 방지

default:
    System.out.println("지원하지 않는 연산자입니다.");
    isValid = false;

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Step 1 전체 코드

package com.example.calculator.step1;

import java.util.Scanner;

public class App {
    public static void main(String[] args) {

        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        while (true) {

            System.out.print("첫 번째 숫자를 입력하세요: ");
            int num1 = sc.nextInt();

            System.out.print("두 번째 숫자를 입력하세요: ");
            int num2 = sc.nextInt();

            System.out.print("사칙연산 기호를 입력하세요 (+, -, *, /): ");
            char operator = sc.next().charAt(0);

            int result = 0;
            boolean isValid = true;

            switch (operator) {
                case '+':
                    result = num1 + num2;
                    break;
                case '-':
                    result = num1 - num2;
                    break;
                case '*':
                    result = num1 * num2;
                    break;
                case '/':
                    if (num2 == 0) {
                        System.out.println("나눗셈 연산에서 분모(두 번째 숫자)에 0이 입력될 수 없습니다.");
                        isValid = false;
                    } else {
                        result = num1 / num2;
                    }
                    break;
                default:
                    System.out.println("지원하지 않는 연산자입니다.");
                    isValid = false;
            }

            if (isValid) {
                System.out.println("결과: " + result);
            }

            System.out.println("더 계산하시겠습니까? (exit 입력 시 종료)");
            String answer = sc.next();

            if (answer.equals("exit")) {
                System.out.println("계산기를 종료합니다.");
                break;
            }
        }

        sc.close();
    }
}

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결과

 

• 기본적인 사칙연산이 정상적으로 동작함을 확인했다.
• 잘못된 연산자 입력이나 0으로 나누는 경우에도
  프로그램이 종료되지 않고 오류 메시지를 출력하도록 구현했다.