Intro::
이펙티브 자바 정리본입니다.
중첩 클래스의 종류는 정적 멤버 클래스, (비정적) 멤버 클래스, 익명 클래스, 지역 클래스로 나타낼 수 있습니다. 이중 정적 멤버 클래스를 제외한 나머지는 내부 클래스에 해당합니다.
결론
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중첩 클래스에는 네가지가 있으며, 각각의 쓰임이 다릅니다.
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메서드 밖에서도 사용해야 하거나 메서드 안에 정의하기엔 너무 길다면 멤버 클래스로 만듭니다.
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멤버 클래스의 인스턴스 각각이 바깥 인스턴스를 참조한다면 비정적으로, 그렇지 않다면 정적으로 만듭시다.
•
중첩 클래스가 한 메서드 안에서만 쓰이면서 그 인스턴스를 생성하는 지점이 단 한 곳이고 해당 타입으로 쓰기에 적합한 클래스나 인터페이스가 이미 있다면 익명 클래스로 만들고, 그렇지 않으면 지역 클래스로 만듭시다.
정적 멤버 클래스
정적 멤버 클래스는 다른 클래스 안에 선언되고, 바깥 클래스의 private 멤버에도 접근할 수 있다는 점만 제외하고는 일반 클래스와 똑같습니다. 정적 멤버 클래스는 다른 정적 멤버와 똑같은 접근 규칙을 적용받습니다. 예컨대 private으로 선언하면 바깥 클래스에서만 접근할 수 있는 식입니다.
public class OuterClass {
// 바깥 클래스의 private 필드
private static String staticOuterField = "Outer class static private field";
private String instanceOuterField = "Outer class instance private field";
// 정적 멤버 클래스
public static class StaticInnerClass {
public void accessOuterStaticField() {
// 바깥 클래스의 정적 private 필드에 접근 가능
System.out.println("Accessing: " + staticOuterField);
}
public void accessOuterInstanceField(OuterClass outer) {
// 바깥 클래스의 인스턴스 필드에 접근하려면 인스턴스를 통해 접근
System.out.println("Accessing: " + outer.instanceOuterField);
}
}
public static void main(String[] args) {
// 바깥 클래스의 인스턴스 생성
OuterClass outer = new OuterClass();
// 정적 멤버 클래스의 인스턴스 생성
StaticInnerClass staticInner = new StaticInnerClass();
// 정적 필드에 접근
staticInner.accessOuterStaticField(); // 출력: Accessing: Outer class static private field
// 인스턴스 필드에 접근
staticInner.accessOuterInstanceField(outer); // 출력: Accessing: Outer class instance private field
}
}
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비정적 멤버 클래스
비정적 멤버 클래스의 인스턴스는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적으로 연결됩니다. 그래서 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 메서드에서 정규화된 this를 사용해 바깥 인스턴스의 메서드를 호출하거나 바깥 인스턴스의 참조를 가져올 수 있습니다. 정규화된 this란 클래스명.this 형태로 바깥 클래스의 이름을 명시하는 용법을 말합니다.
따라서 개념상 중첩 클래스의 인스턴스가 바깥 인스턴스와 독립적으로 존재할 수 있다면 정적 멤버 클래스로 만들어야 합니다. 비정적 멤버 클래스는 바깥 인스턴스 없이는 생성할 수 없기 때문입니다.
비정적 멤버 클래스의 인스턴스와 바깥 인스턴스 사이의 관계는 멤버 클래스가 인스턴스화될 때 확립되며, 더 이상 변경할 수 없습니다.
public class OuterClass {
private String outerField = "Outer class field";
// 비정적 멤버 클래스
public class InnerClass {
public void printOuterField() {
// 정규화된 this를 사용해 바깥 클래스의 인스턴스 참조
System.out.println(OuterClass.this.outerField);
// 또는 직접 바깥 클래스의 필드와 메서드에 접근할 수 있습니다.
OuterClass.this.outerMethod();
}
}
public void outerMethod() {
System.out.println("Outer class method");
}
public static void main(String[] args) {
// 바깥 클래스의 인스턴스를 먼저 생성해야 함
OuterClass outer = new OuterClass();
// 비정적 멤버 클래스의 인스턴스는 바깥 인스턴스 없이 생성 불가
OuterClass.InnerClass inner = outer.new InnerClass();
inner.printOuterField();
}
}
Java
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비정적 멤버 클래스는 어댑터를 정의할 때 자주 쓰입니다. 즉, 어떤 클래스의 인스턴스를 감싸 마치 다른 클래스의 인스턴스처럼 보이게 하는 뷰로 사용하는 것을 말합니다.
익명 클래스
•
멤버와 달리 쓰이는 시점에 선언과 동시에 인스턴스가 만들어집니다.
•
코드의 어디서든 만들 수 있습니다.
•
오직 비정적인 문맥에서 사용될 때만 바깥 클래스의 인스턴스를 참조할 수 있습니다.
•
응용하는 데 제약이 많은 편입니다.
◦
선언하는 시점에서만 인스턴스를 만들 수 있습니다.
◦
instanceOf 검사나 클래스의 이름이 필요한 작업은 수행할 수 없습니다.
◦
여러 인터페이스를 구현할 수 없습니다.
◦
인터페이스를 구현하는 동시에 다른 클래스를 상속받을 수도 없습니다.
◦
익명 클래스를 사용하는 클라이언트는 그 익명 클래스가 상위 타입에서 상속한 멤버 외에는 호출할 수 없습니다.
◦
익명클래스는 길면 가독성을 헤칩니다.
// HashMap
public Collection<V> values() {
Collection<V> vals = values;
if (vals == null) {
vals = new AbstractCollection<V>() {
public Iterator<V> iterator() {
return new Iterator<V>() {
private Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
public boolean hasNext() {
return i.hasNext();
}
public V next() {
return i.next().getValue();
}
public void remove() {
i.remove();
}
};
}
public int size() {
return AbstractMap.this.size();
}
public boolean isEmpty() {
return AbstractMap.this.isEmpty();
}
public void clear() {
AbstractMap.this.clear();
}
public boolean contains(Object v) {
return AbstractMap.this.containsValue(v);
}
};
values = vals;
}
return vals;
}
Java
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위의 HashMap 코드에서는 AbstractCollection의 익명 내부 클래스(비정적 멤버 클래스)로 구현이 되어진 것을 확인할 수 있습니다.
지역 클래스
네 가지 중첩 클래스 중 가장 드물게 사용됩니다.
•
지역변수를 선언할 수 있는 곳이면 실직적으로 어디서든 선언할 수 있습니다.
•
유효 범위도 지역변수와 같습니다.
•
멤버 클래스처럼 이름이 있고 반복해서 사용할 수 있습니다.
•
익명 클래스처럼 비정적 문맥에서 사용될 때만 바깥 인스턴스를 참조할 수 있습니다.
•
정적 멤버를 가질 수 없으며, 가독성을 위해 짧게 작성해야 합니다.
public class OuterClass {
public void calculateAndPrintSum(int num1, int num2) {
// 지역 클래스 선언
class Adder {
private int x;
private int y;
public Adder(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
public int getSum() {
return x + y;
}
}
// 지역 클래스의 인스턴스 생성
Adder adder = new Adder(num1, num2);
// 지역 클래스의 메서드 사용
int sum = adder.getSum();
// 결과 출력
System.out.println("Sum: " + sum);
}
public static void main(String[] args) {
OuterClass outer = new OuterClass();
outer.calculateAndPrintSum(10, 20); // 출력: Sum: 30
}
}
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질문
정적 멤버 클래스가 왜 필요한건가??
1. 캡슐화와 관련성
정적 멤버 클래스는 외부 클래스와 밀접하게 관련된 기능을 수행할 때 내부에 선언하는 것이 유리합니다. 이렇게 하면 두 클래스 간의 관계가 명확해지고, 외부 클래스와 정적 멤버 클래스가 논리적으로 하나의 단위로 묶이게 됩니다.
예를 들어, Map.Entry 인터페이스를 구현하는 클래스가 있다면, 이 클래스는 특정 Map 구현체와 밀접하게 연관되어 있을 수 있습니다. Map 내부에 Entry를 정적 멤버 클래스로 두는 것은 두 클래스가 함께 사용된다는 것을 명확히 하는 방법입니다.
2. 가독성 및 유지보수성
정적 멤버 클래스를 외부 클래스 내부에 정의하면, 관련 코드가 한 곳에 모이게 되어 가독성이 좋아집니다. 코드베이스가 커질수록 관련된 클래스들을 가까이 두는 것이 유지보수에 도움이 됩니다. 예를 들어, 어떤 클래스를 유지보수하는 개발자가 정적 멤버 클래스가 그 클래스의 일부임을 쉽게 알 수 있습니다.
또한, 정적 멤버 클래스는 외부 클래스의 일부로서 논리적으로 그룹화되어 있으며, 이로 인해 전체 설계를 이해하기가 더 쉬워집니다. 관련된 모든 것이 한 파일에 있으면, 그 기능을 수정하거나 확장할 때 더 쉽게 작업할 수 있습니다.
3. 네임스페이스 관리
정적 멤버 클래스를 외부 클래스 내부에 정의함으로써, 해당 클래스는 외부 클래스의 네임스페이스에 포함됩니다. 이로 인해 이름 충돌을 피할 수 있으며, 클래스가 어떤 용도로 사용되는지를 더 명확하게 나타낼 수 있습니다.
예를 들어, OuterClass.StaticNestedClass라는 이름은 이 클래스가 OuterClass와 관련이 있음을 명확히 나타냅니다. 만약 정적 멤버 클래스를 외부로 분리하면, 네임스페이스가 별도로 관리되어야 하며, 이러한 관련성을 나타내기가 더 어려워질 수 있습니다.
4. 외부 클래스의 접근 제어
정적 멤버 클래스는 외부 클래스의 private 멤버에도 접근할 수 있습니다. 만약 정적 멤버 클래스를 외부로 분리하면, 외부 클래스의 private 멤버에 접근할 수 없게 됩니다. 내부에 정의함으로써, 외부 클래스의 멤버에 대한 접근이 필요할 때 이를 쉽게 해결할 수 있습니다.
많은 Map 구현체에서 엔트리를 비정적 멤버 클래스로 표현하는 것은 낭비고, private 정적 멤버 클래스가 가장 알맞습니다. 라고 하는데 왜 AbstractMap에서는 public???
public static class SimpleEntry<K,V>
implements Entry<K,V>, java.io.Serializable
{
@java.io.Serial
private static final long serialVersionUID = -8499721149061103585L;
@SuppressWarnings("serial") // Conditionally serializable
private final K key;
@SuppressWarnings("serial") // Conditionally serializable
private V value;
public SimpleEntry(K key, V value) {
this.key = key;
this.value = value;
}
public SimpleEntry(Entry<? extends K, ? extends V> entry) {
this.key = entry.getKey();
this.value = entry.getValue();
}
public K getKey() {
return key;
}
public V getValue() {
return value;
}
public V setValue(V value) {
V oldValue = this.value;
this.value = value;
return oldValue;
}
public boolean equals(Object o) {
return o instanceof Map.Entry<?, ?> e
&& eq(key, e.getKey())
&& eq(value, e.getValue());
}
public int hashCode() {
return (key == null ? 0 : key.hashCode()) ^
(value == null ? 0 : value.hashCode());
}
public String toString() {
return key + "=" + value;
}
}
Java
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References::
이펙티브 자바 / 조슈아 블로크 지음 (프로그래밍 인사이트)
