다차원 배열(Multi-Dimensional Arrays)은 데이터의 행(row)과 열(column) 구조를 사용해 복잡한 데이터를 효율적으로 저장하고 관리할 수 있는 자료 구조입니다. Java에서는 2차원 배열이 가장 널리 사용되며, 그 외에도 3차원 이상의 배열을 구현할 수 있습니다. 이번 글에서는 Java 다차원 배열의 기본 개념, 선언과 초기화 방법, 그리고 실생활 활용 예제를 살펴보겠습니다.
1. 다차원 배열이란?
다차원 배열은 배열 안에 또 다른 배열이 있는 구조입니다. 가장 기본적인 형태는 2차원 배열로, 행과 열로 데이터를 저장합니다. 예를 들어, 2차원 배열은 표 형태의 데이터를 처리할 때 유용하며, 3차원 이상의 배열은 더 복잡한 데이터 구조를 표현할 수 있습니다.
2. 다차원 배열 선언 및 초기화
2.1 2차원 배열 선언
Java에서 2차원 배열을 선언하는 방법은 다음과 같습니다:
int[][] matrix; // 2차원 정수 배열 선언
String[][] names; // 2차원 문자열 배열 선언
2.2 2차원 배열 생성
배열 생성 시 행(row)과 열(column)의 크기를 지정해야 합니다.
matrix = new int[3][4]; // 3행 4열의 정수형 배열 생성
names = new String[2][3]; // 2행 3열의 문자열 배열 생성
2.3 선언과 동시에 초기화
2차원 배열은 선언과 동시에 값을 초기화할 수 있습니다.
int[][] matrix = {
{1, 2, 3},
{4, 5, 6},
{7, 8, 9}
};
String[][] names = {
{"Alice", "Bob", "Charlie"},
{"David", "Eve", "Frank"}
};
3. 2차원 배열 요소 접근
배열의 각 요소는 행과 열의 인덱스를 사용하여 접근할 수 있습니다. 인덱스는 0부터 시작합니다.
예제: 2차원 배열 요소 출력
public class ArrayAccess {
public static void main(String[] args) {
int[][] matrix = {
{1, 2, 3},
{4, 5, 6},
{7, 8, 9}
};
System.out.println("첫 번째 행, 첫 번째 열의 값: " + matrix[0][0]); // 1
System.out.println("두 번째 행, 세 번째 열의 값: " + matrix[1][2]); // 6
}
}
출력 결과:
첫 번째 행, 첫 번째 열의 값: 1
두 번째 행, 세 번째 열의 값: 6
4. 2차원 배열 순회
2차원 배열의 모든 요소를 출력하려면 중첩 반복문을 사용합니다.
예제: 2차원 배열 순회
public class ArrayIteration {
public static void main(String[] args) {
int[][] matrix = {
{1, 2, 3},
{4, 5, 6},
{7, 8, 9}
};
for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
System.out.print(matrix[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
}
출력 결과:
1 2 3
4 5 6
7 8 9
5. 실생활 활용 예제
5.1 게임의 보드판
2차원 배열은 체스판이나 퍼즐 게임과 같은 보드판을 구현하는 데 유용합니다.
public class GameBoard {
public static void main(String[] args) {
char[][] board = {
{'X', 'O', 'X'},
{'O', 'X', 'O'},
{'X', 'O', 'X'}
};
for (int i = 0; i < board.length; i++) {
for (int j = 0; j < board[i].length; j++) {
System.out.print(board[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
}
출력 결과:
X O X
O X O
X O X
5.2 학생 성적 관리
각 학생의 과목별 점수를 저장하고 평균을 계산할 수 있습니다.
public class StudentScores {
public static void main(String[] args) {
int[][] scores = {
{85, 90, 80}, // 학생 1의 점수
{78, 88, 92}, // 학생 2의 점수
{95, 91, 89} // 학생 3의 점수
};
for (int i = 0; i < scores.length; i++) {
int sum = 0;
for (int j = 0; j < scores[i].length; j++) {
sum += scores[i][j];
}
double average = (double) sum / scores[i].length;
System.out.println("학생 " + (i + 1) + "의 평균 점수: " + average);
}
}
}
출력 결과:
학생 1의 평균 점수: 85.0
학생 2의 평균 점수: 86.0
학생 3의 평균 점수: 91.66666666666667
5.3 이미지 데이터 저장
이미지의 픽셀 데이터는 보통 2차원 배열로 저장됩니다. 각 픽셀의 밝기 값을 2차원 배열로 표현할 수 있습니다.
public class ImageData {
public static void main(String[] args) {
int[][] pixels = {
{255, 128, 64},
{128, 64, 32},
{64, 32, 16}
};
for (int i = 0; i < pixels.length; i++) {
for (int j = 0; j < pixels[i].length; j++) {
System.out.print(pixels[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
}
출력 결과:
255 128 64
128 64 32
64 32 16
6. 다차원 배열 사용 시 주의사항
- 인덱스 범위: 인덱스가 배열의 크기를 초과하면
ArrayIndexOutOfBoundsException이 발생합니다. - 가변 길이 배열: Java에서는 행마다 열의 크기가 다른 가변 길이 배열을 사용할 수 있습니다.
결론
Java의 다차원 배열은 복잡한 데이터 구조를 효율적으로 관리할 수 있는 강력한 도구입니다. 게임 보드, 학생 성적 관리, 이미지 데이터 처리 등 다양한 실생활 문제를 해결하는 데 유용합니다. 이번 글에서 소개한 개념과 예제를 바탕으로 다차원 배열을 적극 활용해 보세요!
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