Java 기본형(Primitive Types) 완전 정리
Java 8가지 기본형의 크기·범위·기본값과 자동 형 변환, 래퍼 클래스, 주의사항을 예제 중심으로 완전히 정리한다
지난 글에서 변수 선언 구조와 리터럴 표기법을 배웠다. 변수에 담기는 값은 크게 기본형(primitive type) 과 참조형(reference type) 으로 나뉜다. 이번에는 기본형 여덟 가지를 다루는데, 단순히 표를 외우는 것을 넘어 각 타입이 선택되는 이유, 정밀도 함정, 형 변환 규칙까지 실용적인 관점에서 살펴본다.
기본형이란
기본형은 값 자체를 변수에 직접 저장하는 타입이다. 참조형처럼 힙에 객체를 생성하지 않으므로 메모리 효율이 높고 연산 속도가 빠르다. Java 명세는 기본형을 정확히 여덟 가지로 고정한다.
정수형 (byte · short · int · long)
int — 기본 정수형
int는 가장 자주 사용하는 정수형이다. 32비트 부호 있는 2의 보수 표현으로, 약 ±21억 범위를 다룬다. 접미사 없는 정수 리터럴의 기본 타입이기도 하다.
int max = Integer.MAX_VALUE; // 2,147,483,647
int min = Integer.MIN_VALUE; // -2,147,483,648
int overflow = max + 1; // -2,147,483,648 (오버플로! 예외 없음)오버플로는 예외 없이 조용히 발생한다. 큰 범위가 필요하면 long을 쓰거나, 임의 정밀도가 필요하면 BigInteger를 사용한다.
long — 64비트 정수
약 ±920경의 범위가 필요할 때 사용한다. 리터럴에 반드시 L(대문자 권장)을 붙여야 한다.
long population = 8_000_000_000L; // 80억
long nanos = System.nanoTime(); // 나노초 타임스탬프byte · short — 작은 정수
byte(-128 ~ 127)와 short(-32768 ~ 32767)는 메모리를 아껴야 하는 대용량 배열이나 파일 I/O 처리에 쓰인다. 단독 산술 연산에서는 JVM이 자동으로 int로 승격(promotion)하므로 결과를 다시 캐스팅해야 한다.
byte a = 100, b = 40;
// byte c = a + b; // 컴파일 오류: int → byte 손실 변환
byte c = (byte)(a + b); // 명시적 캐스팅 (-116, 오버플로)실수형 (float · double)
double — 기본 부동소수점
64비트 IEEE 754 배정밀도로, 유효 자리가 약 15~16자리다. 소수점 리터럴의 기본 타입이다.
double pi = 3.141592653589793;
double tax = 100.0 * 0.1; // 10.000000000000002 (!)부동소수점은 이진 분수로 근사하므로 정확한 십진 소수를 표현하지 못한다. 금액 계산에는 절대 double을 쓰지 말고 BigDecimal을 사용해야 한다.
float — 32비트 단정밀도
유효 자리 약 7자리로 정밀도가 낮지만 메모리를 절반만 사용한다. 그래픽스 연산, 머신러닝 텐서 등 정밀도보다 메모리 효율이 중요한 곳에 쓰인다. 리터럴에 반드시 f 또는 F를 붙인다.
float x = 3.14f;
float y = 1 / 3.0f; // 0.33333334 (7자리 유효)문자형 (char)
char는 UTF-16 코드 단위 하나를 저장하는 16비트 부호 없는 정수다. 내부적으로 0~65535 범위의 숫자이므로 정수와 산술 연산이 가능하다.
char ch = 'A';
System.out.println(ch + 1); // 66 (int로 승격)
System.out.println((char)(ch + 1)); // BBMP(기본 다국어 평면) 밖의 이모지나 한자 중 일부는 코드 포인트가 65535를 초과한다. 이런 문자는 char 두 개로 이루어진 서로게이트 쌍(surrogate pair) 으로 표현되므로, 문자 단위 처리가 필요하면 String의 codePoints() 스트림을 사용해야 한다.
논리형 (boolean)
true 또는 false 두 값만 가지며, 정수형과 변환이 불가하다.
boolean isOpen = true;
boolean isEmpty = (size == 0);
if (isOpen && !isEmpty) {
process();
}배열 원소로 사용할 때 JVM은 보통 1바이트를 할당하지만, 단독 변수의 실제 크기는 JVM 구현에 따라 다르다(보통 4바이트로 정렬).
자동 형 변환 (Widening Conversion)
작은 타입에서 큰 타입으로는 명시적 캐스팅 없이 자동 변환된다.
byte b = 10;
int i = b; // byte → int (자동)
long l = i; // int → long (자동)
float f = l; // long → float (자동, 정밀도 손실 가능!)
double d = f; // float → double (자동)long → float 구간은 크기 면에서는 확장이지만, float의 유효 자릿수(7)가 long의 범위를 다 커버하지 못하므로 값의 정밀도 손실이 발생할 수 있다.
명시적 형 변환 (Narrowing Conversion)
큰 타입에서 작은 타입으로는 반드시 캐스트 연산자를 써야 한다.
double d = 9.99;
int i = (int) d; // 9 (소수점 이하 절삭, 반올림 아님)
long l = 1_000_000_000_000L;
int j = (int) l; // 쓰레기 값: 상위 비트 잘림(int) 9.99는 10이 아니라 9다. 소수점을 반올림하려면 Math.round()를 사용한다.
래퍼 클래스 (Wrapper Class)
컬렉션(List, Map 등)은 객체만 담을 수 있다. 기본형을 컬렉션에 넣거나, 제네릭 타입 파라미터로 쓰거나, null을 표현해야 할 때는 대응하는 래퍼 클래스를 사용한다.
| 기본형 | 래퍼 클래스 |
|---|---|
byte | Byte |
short | Short |
int | Integer |
long | Long |
float | Float |
double | Double |
char | Character |
boolean | Boolean |
List<Integer> nums = new ArrayList<>();
nums.add(42); // 오토박싱: int → Integer (자동)
int n = nums.get(0); // 언박싱: Integer → int (자동)오토박싱 함정
Integer a = 1000;
Integer b = 1000;
System.out.println(a == b); // false (두 개의 Integer 객체)
System.out.println(a.equals(b)); // true (값 비교)Integer 캐시는 기본적으로 -128 ~ 127 범위만 같은 객체를 재사용한다. 이 범위를 벗어나면 == 비교가 false가 되므로 래퍼 클래스 값 비교에는 항상 equals()를 사용해야 한다.
성능이 민감한 루프 안에서 오토박싱이 반복되면 힙 할당이 누적되어 GC 부담이 증가한다. 내부 연산에는 기본형을, 경계(API 출력, 컬렉션 저장)에서만 래퍼 클래스를 사용하는 것이 좋다.
타입 선택 가이드
| 상황 | 권장 타입 |
|---|---|
| 일반 정수 연산 | int |
| 파일 크기, 타임스탬프, 큰 수 | long |
| 일반 실수 연산 | double |
| 메모리 절약 (그래픽스 등) | float |
| 금액, 정밀 소수 | BigDecimal |
| 임의 정밀도 정수 | BigInteger |
| 단일 문자 | char |
| 조건/플래그 | boolean |
정리
Java 기본형 여덟 가지는 크기와 범위가 명세로 고정되어 있고, 오버플로·정밀도 손실·형 변환 규칙이 각각 다르다. int와 double을 기본으로 사용하되 범위·정밀도·메모리 요구에 따라 다른 타입을 선택하고, 컬렉션이나 API 경계에서만 래퍼 클래스로 전환하는 것이 실무의 기본 원칙이다. 다음 글에서는 기본형의 반대편에 있는 참조형(reference type) 을 다루며 객체와 메모리의 관계를 본격적으로 살펴본다.
지난 글: Java 변수와 리터럴 완전 정리
다음 글: Java 참조형(Reference Types) 완전 정리
읽어주셔서 감사합니다. 😊