7.1 for 문 (셀 수 있는 반복의 제왕)

1. 달리기 트랙의 3원칙 🏃‍♂️

for 문은 “운동장 10바퀴 뛰어!” 처럼 내가 몇 번을 반복할지 횟수(Count)를 명확히 알고 있을 때 사용하는 가장 완벽한 형태의 반복문입니다. 앞 장에서 배운 CPU 클럭 사이클의 핵심 단계(초기화, 조건검사, 증감)를 단 한 줄의 코드 안에 모두 압축해 놓은 아주 다루기 쉬운 녀석입니다.

위 그림처럼 마치 육상 트랙을 도는 선수와 같습니다. 어디서 출발할지(초기화), 언제까지 뛸지(조건식), 한 바퀴 뛸 때마다 카운트를 어떻게 올릴지(증감식)를 처음에 다 정해놓고 신나게 달립니다. 때문에 코드를 읽는 사람도 “아, 이 코드는 딱 10번만 돌고 끝나는구나!” 라고 한눈에 파악하기가 가장 좋습니다.

2. for 문의 해부학 (CPU 쳇바퀴와 판박이!) 🔬

for 문은 코드 한 줄에 3개의 부품이 세미콜론(;)으로 나뉘어 들어갑니다.

//     ① 초기화식      ② 조건식      ④ 증감식
for ( int i = 1;     i <= 10;     i++ ) {
    
    // ③ 실행문 (조건이 참일 때 달리는 구간)
    System.out.println(i + "바퀴째 돌고 있습니다.");
    
}

이 코드가 실행되는 순서는 이전 챕터에서 본 CPU 4단계 쳇바퀴 사이클과 정확히 일치합니다:

1. ① 초기화식 (int i=1): 트랙 출발선에 서서 카운터를 1로 맞춥니다. (루프가 시작될 때 딱 한 번만 실행됨!)
2. ② 조건식 (i<=10): “지금 내가 10바퀴 이하인가?” 심판에게 확인받습니다. 참(True)이면 통과, 거짓(False)이면 쳇바퀴가 박살나고(종료) 밖으로 튕겨 나갑니다.
3. ③ 실행문 (중괄호 { } 내부): 심판이 통과시켰으니 실제로 달립니다. (글자를 화면에 출력합니다.)
4. ④ 증감식 (i++): 다 달렸으니 카운터를 1 늘립니다. 그리고 재빨리 다시 ②번 심판(조건식) 한테 가서 또 뛰어도 되는지 묻습니다.

① ➔ (② ➔ ③ ➔ ④) ➔ (② ➔ ③ ➔ ④) ... ➔ ②번에서 탈락할 때까지 반복!

3. 바이브 코딩(Vibe Coding): AI와 함께하는 실습 🤖

눈으로만 보지 마시고, 횟수가 정해진 반복 작업을 AI가 어떻게 코드로 짜주는지 직접 확인해 봅시다!

🎯 실습 1. 카운트다운 타이머 (숫자 감소시키기)

for 문의 카운트는 무조건 더하기(+)만 되는 것이 아닙니다. 빼기(-)로 거꾸로 셀 수도 있습니다!

🗣️ 학생 프롬프트 (AI에게 이렇게 명령해 보세요): “자바 언어의 for문을 사용해서 로켓 발사 카운트다운을 짜줘. 초기화식은 i를 5로 하고, 조건식은 i가 1 이상일 때까지로 해. 증감식은 1씩 감소하도록(i–) 해 줘. 글자는 ‘발사 5초 전!’, ‘발사 4초 전!’ 이런 식으로 나오게 출력해 줘.”

[AI가 생성할 자바 코드 예측]

public class CountDown {
    public static void main(String[] args) {
        // 5부터 1까지 거꾸로 5번 반복합니다.
        for (int i = 5; i >= 1; i--) {
            System.out.println("발사 " + i + "초 전!");
        }
        System.out.println("🚀 로켓 발사!");
    }
}

🎯 실습 2. 1부터 10까지의 합계 구하기 (누적 계산)

가장 많이 쓰이는 패턴 중 하나입니다. 반복문을 돌면서 특정 변수에 값을 계속 더해나가는 방식입니다.

🗣️ 학생 프롬프트: “자바 for문을 사용해서 1부터 10까지의 숫자들을 모두 더한 합계를 구하는 코드를 짜줘. for문 바깥에 int sum = 0; 이라는 지갑 변수를 먼저 만들고, for문을 1부터 10까지 돌리면서 sum 지갑에 i 값을 계속 누적해서 더해줘 (sum += i). 마지막에 총합만 딱 한 번 출력되게 해 줘.”

[AI가 생성할 자바 코드 예측]

public class Summation {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0; // 누적해서 더할 지갑을 준비합니다.

        // 1부터 10까지 10번 반복합니다.
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            sum = sum + i; // 또는 sum += i; (현재 지갑 돈에 새로운 i 값을 더해서 다시 지갑에 넣음)
            // System.out.println(i + "를 더했습니다. 현재 합계: " + sum); // 궁금하면 주석을 풀어보세요!
        }
        
        System.out.println("1부터 10까지의 총합은: " + sum);
    }
}

🎯 실습 3. 중첩 for문 (쳇바퀴 안의 쳇바퀴, 구구단)

for 문의 진정한 무서움이자 매력은, 쳇바퀴 안에 또 다른 쳇바퀴를 넣을 수 있다는 것입니다. 이를 중첩(Nested) for 문이라고 부릅니다. 시계의 톱니바퀴를 생각하면 쉽습니다. 바깥쪽 큰 톱니바퀴(시침)가 1번 깍깍 움직일 때, 안쪽 작은 톱니바퀴(분침)는 60번을 미친 듯이 돌아야 합니다. 즉, 전체 작업 횟수가 수학적으로 곱하기가 됩니다.

🗣️ 학생 프롬프트: “자바 중첩 for문을 사용해서 구구단 2단부터 9단까지 출력하는 코드를 짜줘. 바깥쪽 for문은 변수 m이 2부터 9까지 늘어나고 (단수 역할), 그 안에 있는 안쪽 for문은 변수 n이 1부터 9까지 늘어나게 (곱하는 수 역할) 해 줘. 안쪽 for문 안에서 m * n 을 구해서 출력해 줘.”

[AI가 생성할 자바 코드 예측]

public class MultiplicationTable {
    public static void main(String[] args) {
        
        // 바깥쪽 쳇바퀴 (시침 역할: 2단 ~ 9단)
        for (int m = 2; m <= 9; m++) {
            System.out.println("\n*** " + m + "단 ***"); // 단이 바뀔 때마다 제목 출력
            
            // 안쪽 쳇바퀴 (분침 역할: x1 ~ x9) - 바깥쪽 m이 '한 번' 도는 동안 안쪽 n은 '9번'을 돕니다!
            for (int n = 1; n <= 9; n++) {
                // 구구단 계산 및 출력
                System.out.println(m + " x " + n + " = " + (m * n));
            }
        }
    }
}

이 코드를 실행해 보시면, CPU가 눈 깜짝할 사이에 72번(8단 * 9번)의 연산을 끝내고 전체 구구단을 화면에 뿌려주는 컴퓨터의 엄청난 위력을 체감하실 수 있습니다!

4. 중괄호 {} 의 비밀: 단일 문장 vs 코드 블록 🧱

초보자들이 가장 많이 하는 실수 중 하나가 바로 중괄호 {} 를 생략했을 때 벌어지는 일입니다.

⚠️ 단일 반복문 (중괄호 생략)

만약 반복해서 실행할 코드가 딱 1줄뿐이라면, 중괄호 { } 를 생략할 수 있습니다.

// 중괄호가 없으면 for 문은 오직 "바로 밑의 1줄"만 자기 식구로 인정합니다.
for (int i = 1; i <= 3; i++)
    System.out.println(i + "초"); // 이 줄만 3번 반복됨
    
System.out.println("땡!");    // 들여쓰기를 했더라도 이 줄은 for 문과 무관함! 그냥 마지막에 1번만 실행됨.

🔒 블록 반복문 (중괄호 필수)

하지만, 실행해야 할 코드가 2줄 이상이라면 반드시 중괄호 { } 로 묶어서 (코드 블록) 어디까지가 쳇바퀴 안쪽인지 컴퓨터에게 알려줘야 합니다.

for (int i = 1; i <= 3; i++) {
    System.out.println(i + "초"); // 3번 반복
    System.out.println("땡!");    // 3번 반복
} // 여기까지가 쳇바퀴!

💡 권장 코딩 스타일 (Best Practice): 실무에서는 “코드가 1줄이더라도 무조건 중괄호를 쓴다”는 규칙을 준수합니다. 줄바꿈이나 들여쓰기를 수정하다가 예기치 않은 버그가 발생하는 것을 차단하기 위해서입니다. 초보자일수록 무조건 중괄호를 치는 습관을 들이는 것이 좋습니다!

5. 중첩 for 문의 진수: 별 찍기 (모양 만들기) ⭐

쳇바퀴 안의 쳇바퀴(중첩 for문)를 가장 완벽하게 훈련할 수 있는 전통적인 코딩 연습이 바로 ‘포문의 꽃’이라 불리는 다양한 모양의 별 찍기입니다.

바깥쪽 for 문은 ‘줄(행, Row)’ 을 바꾸는 역할을 하고, 안쪽 for 문은 해당 줄에서 ‘별을 몇 개나 찍을지(열, Column)’ 결정합니다.

🎯 실습 4. 직각 삼각형 별 찍기

🗣️ 학생 프롬프트 (AI에게 이렇게 명령해 보세요): “자바 중첩 for문을 사용해서 5줄짜리 직각 삼각형(왼쪽 아래가 직각인 모양) 별 찍기 코드를 짜줘. 바깥쪽 for문 변수 i는 1부터 5까지 늘어나고 (줄 바꿈 역할), 안쪽 for문 변수 j는 1부터 i까지 늘어나게 (별 출력 역할) 해 줘. 안쪽 루프에서는 별(*)을 print 하고, 안쪽 루프가 끝나면 바깥 루프에서 println()으로 줄바꿈을 해 줘.”

[AI가 생성할 자바 코드 예측]

public class StarTriangle {
    public static void main(String[] args) {
        // 바깥쪽 루프: 총 5줄(행)을 만듭니다.
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            
            // 안쪽 루프: 현재 줄 번호(i)만큼 별을 찍습니다. 
            // i가 1일 땐 1개, i가 2일 땐 2개...
            for (int j = 1; j <= i; j++) {
                System.out.print("*"); // ln이 빠진 print를 써서 옆으로 이어 붙입니다.
            }
            
            System.out.println(); // 해당 줄의 별을 다 찍었으면 다음 줄로 넘어갑니다!
        }
    }
}

[실행 결과]

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🎯 실습 5. 역직각 모양 (오른쪽 정렬 별 찍기)

이번에는 조금 더 머리를 써야 합니다. 별을 찍기 전에 텅 빈 공백(“ “)을 먼저 출력해서 별들을 쭈욱 오른쪽으로 밀어내야 합니다. 즉, 한 줄 안에서 공백 찍는 루프와 별 찍는 루프가 나란히 돌아가야 합니다.

🗣️ 학생 프롬프트: “자바로 5줄짜리 오른쪽 정렬 직각 삼각형 별 찍기를 중첩 for문으로 짜줘. 바깥쪽 for문 i는 1부터 5까지 늘어나. 바깥 for문 안에는 안쪽 for문이 2개 나란히 필요해. 첫 번째 안쪽 for문은 (5 - i) 번만큼 공백(“ “)을 print 하고, 두 번째 안쪽 for문은 i 번만큼 별(“*“)을 print 해 줘. 한 줄이 끝나면 println()으로 줄바꿈을 해.”

[AI가 생성할 자바 코드 예측]

public class StarRightTriangle {
    public static void main(String[] args) {
        // 총 5줄
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            
            // 1. 공백 찍기 루프: 점점 줄어들어야 합니다. (4개, 3개, 2개, 1개, 0개)
            for (int j = 1; j <= 5 - i; j++) {
                System.out.print(" ");
            }
            
            // 2. 별 찍기 루프: 점점 늘어나야 합니다. (1개, 2개, 3개, 4개, 5개)
            for (int k = 1; k <= i; k++) {
                System.out.print("*");
            }
            
            // 3. 모양 완성을 위한 줄바꿈
            System.out.println();
        }
    }
}

[실행 결과]

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이처럼 프로그래밍의 연산 논리력을 기르는 데 ‘별 찍기’만큼 훌륭한 훈련이 없으니, 코드를 살짝살짝 수정해가며 피라미드 모양, 마름모 모양도 꼭 스스로 도전해 보세요!

6. 🚨 주의: for 문 카운터로 float을 쓰지 마세요!

for 문의 카운터 변수(주로 i)에는 왜 항상 int (정수)만 사용할까요?

소수점을 다루는 실수 타입(float, double)은 컴퓨터 내부에서 값을 정확하게 저장하지 못하고 근사치(대략적인 값) 로 저장하는 태생적인 한계(IEEE 754 부동 소수점 방식)가 있기 때문입니다.

따라서 float 변수에 0.1을 10번 더한다고 해서 컴퓨터가 정확히 1.0 이라고 인식하지 못할 수 있습니다. 예를 들어 0.9999999 나 1.0000001 로 계산되어 버리면, 조건식(i <= 1.0)의 결과가 예상과 다르게 나와서 쳇바퀴가 덜 돌거나, 최악의 경우 무한 루프(영원히 끝나지 않는 쳇바퀴) 에 빠지게 됩니다.

🎯 실습 6. 실수형 카운터의 배신 (오류 체험하기)

🗣️ 학생 프롬프트: “자바 for문에서 카운터 변수를 정수(int)가 아니라 실수(float)로 쓰면 어떤 문제가 발생하는지 보여주는 오류 예제를 짜줘. 초기화식은 float x = 0.1f 로 하고, 조건식은 x <= 1.0f 로 해줘. 증감식은 x += 0.1f 로 0.1씩 증가하게 해. 그리고 반복문 안에서 현재 x 값을 출력하게 해서, 과연 정확히 10번만 돌고 끝나는지 확인해 보게 짜 줘.”

[AI가 생성할 자바 코드 예측]

public class FloatCounter {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("0.1씩 증가시키며 1.0 이하일 때까지 반복합니다.");
        
        // 주의: 절대 실무에서 이렇게 루프 카운터를 float로 잡지 마세요!
        for (float x = 0.1f; x <= 1.0f; x += 0.1f) {
            System.out.println("현재 x의 값: " + x);
        }
    }
}

[실행 결과]

0.1씩 증가시키며 1.0 이하일 때까지 반복합니다.
현재 x의 값: 0.1
현재 x의 값: 0.2
현재 x의 값: 0.3
현재 x의 값: 0.4
현재 x의 값: 0.5
현재 x의 값: 0.6
현재 x의 값: 0.70000005  <-- 여기서부터 오차가 눈에 띄게 발생합니다!
현재 x의 값: 0.8000001
현재 x의 값: 0.9000001

충격적인 결과 분석: 우리의 예상대로라면 마지막에 1.0 이 찍히고 총 10줄이 출력되어야 합니다. 하지만 오차가 누적되어 9번째 줄에서 값이 0.9000001 이 되었고, 여기에 0.1을 더한 10번째 값은 1.0000001 이 되어버립니다. 조건식이었던 x <= 1.0f 에서 1.0000001 은 1.0 보다 크기 때문에 거짓(False) 판정을 받아 마지막 10번째 바퀴를 돌지 못하고 강제 종료 당해버린 것입니다.

💡 금과옥조 기억하기: 반복문의 카운터 변수(i)는 특별한 이유가 없다면 무조건 int (또는 long) 정수형만 사용해야 합니다!

코딩 영단어 학습 📝

코딩에서 영어 단어의 의미만 정확히 이해해도 절반은 성공입니다! 오늘 배운 핵심 영단어들을 다시 한번 짚고 넘어가 볼까요?

• For: 포. (~를 위하여, ~동안. 정해진 횟수만큼 반복할 때 쓰는 가장 대표적인 반복문)
• Count / Counter: 카운트 / 카운터. (반복문이 몇 바퀴째 도는지 숫자를 세는 변수)
• Iteration / Loop: 이터레이션 / 루프. (한 쳇바퀴를 도는 반복 작업 그 자체)
• Nested: 중첩된. (for문 안에 또 다른 for문이 들어있는 형태)