스미스요원

중첩 클래스

• 다른 클래스 안에 정의된 클래스.

• 중첩 클래스는 해당 클래스를 감싸고 있는 클래스 안에서만 사용될 수 있으며 그 외의 클래스에서 사용되기 위해서는

    Top Level 클래스로 만들어야 한다.

• 중첩클래스의 종류

    ◦  정적 멤버 클래스, 비정적 멤버 클래스, 익명 클래스, 지역 클래스

    ◦  정적 멤버 클래스 빼고 모두 inner class에 해당한다.

• 각각의 중첩 클래스를 언제, 왜 사용해야 하는지 살펴보자.

정적 멤버 클래스

• 다른 클래스 내부에서 선언되고, 바깥 클래스의 private 멤버에 접근할 수 있다.

public class OuterClass {
	private String name;
	static class StaticMemberClass {
	    void hello() {
	        OuterClass outerClass = new OuterClass();
	        outerClass.name = "홍길동";
	  }
	}
}

• 위 특징을 제외하면 일반 클래스와 거의 동일하다.

• 일반적인 정적 필드와 동일한 접근 규칙을 갖는다

    ◦  예 : private 으로 선언하면 바깥 클래스에서만 해당 클래스에 접근할 수 있다.

정적 멤버 클래스의 사용 예시

• 바깥 클래스와 함께 쓰일 때만 유용한 public 도우미 클래스로 사용될 수 있다.

    ◦  예 : 계산기의 연산 종류를 나타내는 열거 타입 객체 Operation이 있다고 생각해보자.

    ◦  Operation Enum은 Calculator 클래스의 public 정적 멤버 클래스가 되어야 한다.

    ◦  그래야 Calculator 클래스 객체가 Calculator.Operation.PLUS 나 Calculator.Operation.MINUS 등의 형태로

       필요한 연산을 참조할 수 있다.

public class Calculator {
   public enum Operation {
      PLUS("+", (x, y) -> x + y),
      MINUS("-", (x, y) -> x - y);
      ...
  }
}

비정적 멤버 클래스

• 정적 멤버 클래스와 비교했을 때 코드 상의 차이는 static 이 붙어 있느냐 없느냐 뿐이지만 의미적으로 비교해보면 꽤 큰 차이가 있다.

비정적 멤버 클래스의 특징

• 비정적 멤버 클래스 객체는 바깥 클래스 객체와 암묵적으로 연결된다.

    ◦  비정적 멤버 클래스 객체의 메서드에서 정규화된 this(클래스명.this)를 이용해 바깥 클래스 객체의 메서드를 호출하거나

       바깥 클래스 객체의 참조를 가져올 수 있다.

class OuterClass {
  int x = 10;

  // 비정적 멤버 클래스
  public class InnerClass {
    int x = 100;
    public void run() { System.out.println(OuterClass.this.x, this.x); }
  }

  // 생성자 사용 방법 주목
  public static void main(String[] args) {
    OuterClass outer = new OuterClass();
    OuterClass.InnerClass inner = outer.new InnerClass();
    inner.run(); // 10, 100 출력
  }
}

• 중첩 클래스의 객체가 바깥 클래스의 객체와 독립적으로 존재할 수 있다면 정적 멤버 클래스로 만들자.

    ◦  비정적 멤버 클래스는 바깥 클래스 객체 없이는 생성할 수 없기 때문

• 변수명이 겹치지 않으면 this 사용하지 않고 바로 참조하는 것도 가능

public class OuterClass{
	int outerfield;
	void outerMethod(){ System.out.println(outerfield); }

	// 비정적 멤버 클래스
	public class InnerClass {
		void innerMethod() {
			outerfield = 3;
			outerMethod();
		}
	}
}

• 비정적 멤버 클래스의 객체와 바깥 클래스 객체 사이의 이러한 암묵적인 관계는 멤버 클래스가 객체화될 때 확립되며 그 이후에는

    변경할 수 없다.

    ◦  이 관계는 보통 바깥 클래스 객체의 메서드에서 비정적 멤버 클래스의 생성자를 호출할 때 자동으로 만들어지지만,

         드물게는 직접 바깥클래스.new 내부클래스(args) 를 호출해 수동으로 만들기도 한다.

    ◦  이 관계 정보는 비정적 멤버 클래스 객체 안에 저장되어 메모리 공간을 차지하며, 생성 시간도 소모한다.

비정적 멤버 클래스의 사용 예시

• 비정적 멤버 클래스는 어댑터를 정의할 때 자주 쓰인다.

    ◦  어댑터 : 어떤 클래스의 객체를 감싸 마치 다른 클래스의 객체처럼 보이게 하는 것

          -  예) Map 인터페이스 : 자신의 컬렉션 뷰를 구현할 때 비정적 멤버 클래스를 사용한다.

          -  예) Set, List 같은 컬렉션 인터페이스 : 자신의 반복자를 구현할 때 비정적 멤버 클래스를 사용한다.

public class MySet<E> extends AbstractSet<E> {
	...
	@Override public Iterator<E> iterator() { return new MyIterator(); }
	private class MyIteratpr implements Iterator<E> { ... }
	...
}

비정적 멤버 클래스의 단점

• 멤버 클래스에서 바깥 클래스 객체에 접근할 일이 없다면 무조건 static을 붙여서 정적 멤버 클래스로 만들자.

• static을 생략하면 바깥 객체로의 숨은 외부 참조를 갖게 된다.

    ◦  이 참조를 저장하는데 시간과 공간이 소모된다.

    ◦  GC가 바깥 클래스의 객체를 수거하지 못하는 메모리 누수 문제가 생길수도 있다.

    ◦  참조가 눈에 보이지 않으니 문제 원인을 찾기가 어렵다.

private 정적 멤버 클래스

• private 정적 멤버 클래스는 주로 바깥 클래스가 표현하는 객체의 한 부분을 나타낼 때 사용한다.

• 예) 키와 값을 매핑시키는 Map 객체

    ◦  많은 Map 구현체는 각각의 키-값 쌍을 표현하는 Entry 객체를 가지고 있다.

    ◦  모든 Entry가 Map과 연관되어 있지만 Entry의 메서드들(getKey, getValue, setValue 등)은 맵을 직접 사용하지는 않는다.

    ◦  즉 Entry를 비정적 멤버 클래스로 표현하는 것은 낭비이고, private 정적 멤버 클래스가 가장 알맞다.

    ◦  Entry를 선언할 때 static을 빼먹어도 Map은 여전히 동작하지만 모든 Entry가 바깥 Map으로의 참조를 갖게 되어 공간과 시간을

         낭비할 것이다.

• 멤버 클래스가 공개된 클래스의 public이나 protected 멤버라면 static이냐 아니냐의 여부는 2배로 중요해진다.

    멤버 클래스 역시 외부에 공개되므로, 개발 도중 static이 붙으면 하위 호환성이 깨질 수 있다.

익명 클래스

• 이름이 없는 클래스. 멤버 클래스와 달리 쓰이는 시점에 선언과 객체 생성이 동시에 이루어진다.

    ◦  익명 클래스는 바깥 클래스의 멤버가 아니다.

    ◦  왜냐하면 사용되는 시점에 인스턴스화 되고, 코드상의 어떤 위치에서든 만들 수 있기 때문이다.

• 비정적인 문맥에서 사용될 때만 바깥 클래스의 객체를 참조할 수 있다.

• 정적 문맥에서 사용될 때는 static 변수 이외의 static 필드는 가질 수 없다.

    ◦  상수 표현을 위해 초기화된 final 기본 타입과 문자열 필드만 가질 수 있다.

익명 클래스의 단점

• 선언한 지점에서만 인스턴스를 만들 수 있다.

• instanceof 검사나 클래스의 이름이 필요한 작업은 수행할 수 없다.

• 여러 인터페이스를 구현할 수 없고, 인터페이스를 구현하면서 다른 클래스를 상속받을 수 없다.

• 익명 클래스를 사용하는 외부 클래스는 해당 익명 클래스가 상속받은 상위 클래스 외에는 호출할 수 없다.

• 표현식 중간에 등장하므로 짧지 않으면(10줄 이하) 가독성이 떨어진다.

익명 클래스의 사용 예시

• 자바가 람다를 지원하기 전에는 즉석에서 작은 함수 객체나 처리객체(Process Object)를 만드는데 익명 클래스를 주로 사용했다.

• 현재는 람다가 그 역할을 대신하고 있다.

• 정적 팩토리 메서드를 구현할 때 사용될 수 있다.

static List<Integer> intArrayAsList(int[] a) {

	Objects.requireNonNull(a);
	return new AbstractList<>() {
		@Override
		public Interger get(int i) { return a[i]; }
	
		@Override
		public Integer set(int i, Integer val) {
			int oldVal = a[i];
			a[i] = val;
			return oldVal;
		}

		@Override
		public int size() { return a.length; }
	}
}

지역 클래스

• 네가지 중첩 클래스 중 가장 드물게 사용된다.

• 지역변수를 선언할 수 있는 곳이면 어디서는 선언할 수 있고 유효 범위도 지역변수와 동일하다.

• 다른 중첩 클래스들과의 공통점

    ◦  멤버 클래스처럼 이름이 있고 반복해서 사용할 수 있다.

    ◦  익명 클래스처럼 비정적 문맥에서 사용될 때만 바깥 클래스 객체를 참조할 수 있으며,

         정적 필드는 가질 수 없고 가독성을 위해 짧게 작성해야 한다.