[Effective Java] Day 2 - 클래스의 멤버(Member), 메서드 시그니처, 서브클래싱과 서브타이핑, Item 1

28 Nov 2021 in Java on Java Last modified at: 2022-04-22

어제인 Day 1에서는 프로그래밍의 기본 원칙과 자바가 지원하는 타입에 대해서 공부했다. ‘1장 들어가기’에서는 책에서 사용하는 기술 용어를 명확히 하고 주로 넘어가는데, 그 용어에 대해서 기본적인 개념을 미리 한 번 정리하고 들어가면 좋겠다 싶어 정리하는 시간을 가졌다. 이번 포스팅도 책을 읽으면서 관련된 개념을 정리하는 식으로 기록하려한다. 공부하면서 지금까지 너무 기본기에대해서 간과한 것 같아 좀 앞으로가 두렵기도 하고, 잘 할 수 있을까 걱정되기도 하지만 좋은 스트레스를 받고 있는 것 같아 설레기도 하다. 오늘도 책상에 앉은 나 칭찬해! 그럼 Day 2 기록 시작!

Ⅰ.들어가기

클래스의 멤버(Member)

멤버는 한국어로 구성원이라는 뜻이다. 비유하면 클래스의 멤버라는 뜻은 클래스라는 설계도의 구성원이라고 생각하면 된다. 간단하게 멤버 == 구성요소로 생각하면 쉽다.

    class Calculator{
        int left, right;//필드(속성, 변수)
        
        public void setOperands(int left, int right){//메서드
            this.left = left; //setOperands에 입력값으로 전달한 left를 인스턴스의 변수로 지정
            this.right = right;
        }
        
        public void sum(){
            System.out.println(this.left + this.right);
        }
        
        public void avg(){
            System.out.println((this.left + this.right)/2);
        }
    }

    public class memberExam {

        public static void main(String[] args) {
            Calculator c1 = new Calculator(); //c1이라는 인스턴스를 만듦
            c1.setOperands(10, 20); //메서드를 호출하여 10과 20을 인자로 전달
            c1.sum();
            c1.avg();
            
            Calculator c2 = new Calculator();//c2라는 두번째 인스턴스
            c2.setOperands(20, 40);
            c2.sum();
            c2.avg();
            
            //인스턴스"의" 변수로 지정 → 인스턴스 마다 서로다른 값의 변수를 소유할 수 있다.
            //같은 left여도 c1은 값이 10이고, c2는 값이 20이니까!
        }

    }

1. 필드(field): 클래스 내 전역에서 접근할 수 있는 변수
2. 메서드(method): 어떤 특정 작업을 수행하기위한 명령문의 집합
3. 멤버 클래스: 클래스 내 선언된 클래스
4. 멤버 인터페이스: 클래스 내 선언된 인터페이스

메서드 시그니처

메서드 시그니처란 메서드의 이름과 입력 매개변수(parameter)의 타입들로 이루어진 조합을 말한다. 메서드 반환값의 타입은 시그니처에 포함되지 않는다. 아래 코드에서 메서드 시그니처는 setOperands(int left, int right) 이다.

public void setOperands(int left, int right){//메서드
    this.left = left; //setOperands에 입력값으로 전달한 left를 인스턴스의 변수로 지정
    this.right = right;
}

아래 두 메서드는 다른 시그니처를 가진다.

setOperands(int left);
setOperands(int left[]);

아래 메서드들은 모두 같은 시그니처를 가진다.

int setOperands(int left);
String setOperands(int right);
int setOperands(int top) throws java.lang.Exception;

이 책에서 자바언어 명세와 다르게 사용하는 기술용어

1. 상속(inheritance)을 서브클래싱(subclassing)과 동의어로 쓴다.

• 상속
  다른 클래스가 가지고 있는 정보를 자신이 포함하겠다는 의미. 즉, 다른 클래스에 대한 정보를 상속받아 자신이 그대로 사용할 수 있도록 한다. 상속을 적절히 활용할 때 불필요한 코드의 수를 줄일 수 있어서 상당히 효율적인 개발이 이루어질 수 있다.
  아래는 person을 상속한 Studnet 클래스의 예시이다.

    public class Student extends Person {
        
        private String sudentID;
        private int grade;
        private double GPA;
        
        public String getSudentID() {
            return sudentID;
        }
        public void setSudentID(String sudentID) {
            this.sudentID = sudentID;
        }
        public int getGrade() {
            return grade;
        }
        public void setGrade(int grade) {
            this.grade = grade;
        }
        public double getGPA() {
            return GPA;
        }
        public void setGPA(double gPA) {
            GPA = gPA;
        }
        
        public Student(String name, int age, int height, int weight, String sudentID, int grade, double gPA) {
            super(name, age, height, weight);//자신의 부모가 가지고 있는 생성자를 실행하겠다.
            this.sudentID = sudentID;
            this.grade = grade;
            GPA = gPA;
        }

        public void show() {
            System.out.println("------------------------------------------------------");
            System.out.println("학생 이름:"+ getName());
            System.out.println("학생 나이:"+ getAge());
            System.out.println("학생 키:"+ getHeight());
            System.out.println("학생 몸무게:"+ getWeight());
            System.out.println("학번:"+ getSudentID());
            System.out.println("학년:"+ getGrade());
            System.out.println("학점:"+ getGPA());
        }
        
    }

• 서브클래싱과 서브타이핑
  상속을 사용하는 목적에 의해서 서브클래싱과 서브타이핑으로 나뉜다.
  • 서브클래싱(subclassing) == 구현상속(implementation inheritance), 클래스 상속(class inheritance)
    다른 클래스 코드 재사용을 목적으로 함. 행동이 호환되지 않으므로 자신이 부모의 인스턴스를 대체할 수 없다
  • 서브타이핑(subtyping) == 인터페이스 상속(interface inheritance)
    타입 계층을 구성하기 위한 목적. 행동이 호환되기 때문에 자식 클래스의 인스턴스가 부모클래스 인스턴스를 대체할 수 있다

2. 인터페이스 상속 대신 “클래스가 인터페이스를 구현한다” or “인터페이스가 다른 인터페이스를 확장한다“라고 표현한다.

• 인터페이스
  • 인터페이스에서는 반드시 사전에 정의된 추상 메소드와 상수만을 가질 수 있다. 추상클래스는 추상 메소드 외에 멤버 변수나 일반 메소드를 가질 수 있지만 인터페이스는 가질 수 없다.
  • 인터페이스는 하나의 클래스에서 2개 이상의 인터페이스를 상속받을 수 있으나, 추상클래스는 다중 상속이 불가능하다.
  • 조금 더 추상화의 정도가 높아서 완전히 설계의 목적으로서 사용이 되는 하나의 자바 특징이다.
    ex) Dog, Cat이라는 인터페이스를 다중 상속받은 Main 클래스의 예시

      package interface_exam;
  
      public class Main implements Dog, Cat{//implements: 인터페이스를 상속 받는다.
  
          public static void main(String[] args){
              Main main = new Main();
              main.crying();
              main.one();
              main.two();
          }
  
          @Override
          public void crying() {
              // TODO Auto-generated method stub
              System.out.println("월! 월!");
          }
  
          @Override
          public void one() {
              System.out.println("One!");
          }
  
          @Override 
          public void two() {
              // TODO Auto-generated method stub
              System.out.println("two!");
                  
          }
      }
  
  

  3. 아무것도 명시하지 않은 접근 수준을 얘기할 때는 ‘패키지 접근’이라는 용어 대신 전통적인 패키지-프라이빗을 쓴다.

• 접근수준(access level)
  자바의 access level은 public, protected, (package-private), private 로 4개가 있다. 그중에 (package-private)을 이 책에서 사용하겠다는건데 아래 예제를 보자.

package test;

public class AccessModifier {

	// public
	public void publicMethod() {
		System.out.println("publicMethod() is called");
	}
    
	// protected
	protected void protectedMethod() {
		System.out.println("protectedMethod() is called");
	}
	
        // package-private
	void packagePrivateMethod() {
		System.out.println("packagePrivateMethod() is called");
	}
	
        // private
	private void privateMethod() {
		System.out.println("privateMethod() is called");
	}
    
}

package-private 를 제외한 나머지 access level은 함수의 반환타입 앞에 명시적으로 적어주었는데 package-private는 access level을 적어주지않는것을 말한다. 적어주지않는다는 말은 access level이 없다는 말은 아니며, 해당클래스와 같은 패키지 안에서 접근이 가능한 제어자 이다.

공개 API(exported API) / API(application programming interface)

• 프로그래머가 클래스, 인터페이스, 패키지를 통해 접근할 수 있는 모든 클래스, 인터페이스, 생성자, 멤버, 직렬화된 형태
• 언어 구성요소 중 하나인 인터페이스와 헷갈리지 않게 하기 위해 흔히 쓰는 인터페이스 대신 API를 쓴다.
• API를 사용하는 프로그램 작성자(사람)를 그 API의 사용자(user)라 하고, API를 사용하는 클래스(코드)는 그 API의 클라이언트(Client)라 한다.
• 공개 API는 그 API를 정의한 패키지 밖에서 접근할 수 있는 API 요소로 이뤄진다. 즉, 모든 클라이언트가 접근할 수 있고, API 작성자가 지원하기로 약속한 API요소들이다.
  • API 요소: 클래스, 인터페이스, 생성자, 멤버, 직렬화된 형태를 총칭함.
    • 직렬화된 형태 (Serialized form)

        Serialization is a mechanism of converting the state of an object into a byte stream.
      

      이를 해석해 보면 직렬화는 byte stream으로 객체의 상태를 변환하는 메커니즘이라고 할수있는데
      이때 byte stream이란 데이터를 Byte단위로 주고받는 것을 말한다. 대표적으로 자바에서의 Byte Stream은 InputStream과 OutputStream이 있다. 이 클래스를 통과하는 단위는 당연히 Byte로 이루어져 있다.
      그림, 텍스트, zip, jar 등과 같은 모든 데이터는 원래 Byte로 되어있다. 이 Byte들을 적절하게 변환하면 데이터가 되는 것이며 Byte Stream을 사용하는것은 원시 Byte를 그대로 주고 받겠다는 의미가 담겨져 있다.

• javadoc 유틸리티를 기본모드로 실행하면 이 API 요소들만 담긴 문서가 만들어진다.
• 패키지의 공개 API는 그 패키지의 모든 public 클래스와 인터페이스의 public 혹은 protected 멤버와 생성자로 구성된다.
• 자바 9에서 등장한 모듈 시스템 개념을 적용하면 공개할 패키지를 선택할 수 있다.

Ⅱ. 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라(Item 1)

클래스는 생성자와 별도로 정적 팩터리 메서드(static factory method)를 제공할 수 있다. 정적 팩터리 메서드란 클래스의 인스턴스를 반환하는 단순한 정적 메서드를 말한다.
다음 코드는 boolean 기본 타입의 박싱 클래스인 Boolean에서 발췌한 간단한 예이다.

public class item1 {
	
	public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);

	public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);

	public static boolean valueOf(boolean b){
		return b? TRUE: FALSE;
	}

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(Boolean.valueOf(true));
		System.out.println(Boolean.valueOf(false));
	}
}

• 박싱(boxing): 기본 자료형의 데이터를 대응되는 래퍼 클래스의 객체로 만드는 동작을 의미.

참고

• 자바 기초 프로그래밍 강좌 16강 - 상속 ① (Java Programming Tutorial 2017 #16)
• [Effective Java] 들어가기