[자바] 제어자(modifier)

* 제어자

: 클래스, 변수 또는 메서드의 선언부에 함께 사용되어 부가적인 의미를 부여한다. 제어자의 종류는 크게 접근 제어자와 그 외의 제어자로 나눌 수 있다.

제어자는 클래스나 멤버변수와 메서드에 주로 사용되며, 하나의 대상에 대해서 여러 제어자를 조합하여 사용하는 것이 가능하다.

단, 접근 제어자는 한 번에 네 가지 중 하나만 선택해서 사용할 수 있다. 즉, 하나의 대상에 대해서 public과 private을 함께 사용할 수 없다는 것이다.

 

 

- 접근 제어자 : public, protected, default, private

- 그 외 : static, fianl, abstract, native, transient, synchronized, volatile, strictfp

 

 

* static(클래스의, 공통적인)

: '클래스의' 또는 '공통적인'의 의미를 가지고 있다. 인스턴스변수는 하나의 클래스로부터 생성되었더라도 각기 다른 값을 유지하지만, 클래스변수(static 멤버변수)는 인스턴스에 관계없이 같은 값을 갖는다. 그 이유는 하나의 변수를 모든 인스턴스가 공유하기 때문이다.

static이 붙은 멤버변수와 메서드, 그리고 초기화 블럭은 인스턴스가 아닌 클래스에 관계된 것이기 때문에 인스턴스를 생성하지 않고도 사용할 수 있다.

인스턴스 메서드와 static 메서드의 근본적인 차이는 메서드 내에서 인스턴스 멤버를 사용하는가의 여부에 있다.

 

 

- static 이 사용될 수 있는 곳 : 멤버변수, 메서드, 초기화 블럭

- static 멤버변수 : 모든 인스턴스에 공통적으로 사용되는 클래스변수가 되고 클래스변수는 인스턴스를 생성하지 않고도 사용 가능하다. 클래스가 메모리에 로드될 때 생성된다.

- static 메서드 : 인스턴스를 생성하지 않고도 호출이 가능한 static 메서드가 되고 static 메서드 내에서는 인스턴스 멤버들을 직접 사용할 수 없다.

 

<예문>

class StaticTest {
 static int width = 200;  // 클래스 변수(static 변수)
 static int height = 120; // 클래스 변수(static 변수)
 
 static {
  // static 변수의 복잡한 초기화 수행
 }
 
 static int max(int a, int b){ // 클래스 메서드(static 메서드)
  return a > b ? a : b;
 }
}

 

 

* final(마지막의, 변경될 수 없는)

: '마지막의' 또는 '변경될 수 없는'의 의미를 가지고 있으며 거의 모든 대상에 사용될 수 있다.

변수에 사용되면 값을 변경할 수 없는 상수가 되며, 메서드에 사용되면 오버라이딩을 할 수 없게 되고 클래스에 사용되면 자신을 확장하는 자손클래스를 정의하지 못하게 된다.

 

 

- final 이 사용될 수 없는 곳 : 클래스, 메서드, 멤버변수, 지역변수

- final 클래스 : 변경될 수 없는 클래스, 확장될 수 없는 클래스가 되고, 그래서 final로 지정된 클래스는 다른 클래스의 조상이 될 수 없다.

- final 메서드 : 변경될 수 없는 메서드, final로 지정된 메서드는 오버라이딩을 통해 재정의 될 수 없다.

- final (멤버변수 or 지역변수) : 변수 앞에 final이 붙으면, 값이 변경할 수 없는 상수가 된다.

 

<예문>

final class FinalTest{   //조상이 될 수 없는 클래스
 final int MAX_SIZE = 10; //값을 변경할 수 없는 멤버변수(상수)
 
 final int getMaxSize(){   // 오버라이딩할 수 없는 메서드(변경 불가)  
  final int LV = MAX_SIZE; // 값을 변경할 수 없는 지역변수(상수)
  return MAX_SIZE;
 }
}

 

 

* 생성자를 이용한 final 멤버변수 초기화

: final이 붙은 변수는 상수이므로 일반적으로 선언과 초기화를 동시에 하지만, 인스턴스 변수의 경우 생성자에게 초기화 되도록 할 수 있다.

클래스 내에 매개변수를 갖는 생성자를 선언하여, 인스턴스를 생성할 때 final이 붙은 멤버변수를 초기화하는데 필요한 값을 생성자의 매개변수로부터 제공받는 것이다.

이 기능을 활용하면 각 인스턴스마다 final이 붙은 멤버변수가 다른 값을 갖도록 하는 것이 가능하다.

만일 이것이 불가능하다면 클래스에 선언된 final이 붙은 인스턴스변수는 모든 인스턴스에서 같은 값을 가져야만 할 것이다.

 

<예문>

class Card{
 final int NUMBER;   //상수지만 선언과 함께 초기화 하지 않고
 final String KIND;   //생성자에서 단 한번만 초기화할 수 있다.
 static int width = 100;
 static int height = 250;
 
 Card(String kind, int num){
  KIND = kind;  //매개변수로 넘겨받은 값으로
  NUMBER = num;  //KIND와 NUMBER를 초기화한다.
 }
 
 Card(){
  this("HEART", 1);
 }
 
 public String toString(){
  return "" + KIND + " " + NUMBER;
 }
}

class FinalCardTest{
 public static void main(String args[]){
  Card c = new Card("HEART", 10);
  //c.NUMBER = 5;  // 에러!
  System.out.println(c.KIND);
  System.out.println(c.NUMBER);
 }
}

 

 

* abstract(추상의, 미완성의)

: '미완성'의 의미를 가지고 있다. 메서드의 선언부만 작성하고 실제 수행내용은 구현하지 않은 추상메서드를 선언하는데 사용된다.

그리고 클래스에서 사용되어 클래스 내에 추상메서드가 존재한다는 것을 쉽게 알 수 있게 한다.

추상 클래스를 상속받았을 경우, 추상메서드의 구현부를 오버라이딩하지 않을 경우 컴파일 에러가 난다. 추상 메서드의 기능 구현은 상속 받은 클래스 내에서 구현하여 사용 할 수 있도록 할 때 사용된다.

 

 

- abstract 가 사용될 수 있는 곳 : 클래스, 메서드

- abstract 클래스 : 클래스 내에 추상메서드가 선언되어 있음을 의미한다.

- abstract 메서드 : 선언부만 작성하고 구현부는 작성하지 않은 추상메서드임을 알린다.

 

<예문>

abstract class AbstractTest{ // 추상클래스 (추상메서드를 포함한 클래스)
 abstract void move();  // 추상메서드 (구현부가 없는 메서드)
}

public class AbstractUseTest extends AbstractTest{

 /**
  * @param args
  */
 public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println("song!!");
  AbstractUseTest au1 = new AbstractUseTest();
  au1.move();
 }
 @Override
 void move() {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println("test!!");
 }
}

 

 

* 접근 제어자(access modifier)

: 멤버 또는 클래스에 사용되어, 해당하는 멤버 또는 클래스를 외부에서 접근하지 못하도록 제한하는 역할을 한다.

접근 제어자가 default임을 알리기 위해 실제로 default를 붙이지는 않는다. 클래스나 멤버변수, 메서드, 생성자에 접근 제어자가 지정되어 있지 않다면, 접근 제어자가 default 임을 뜻한다.

 

 

- 접근 제어자가 사용될 수 있는 곳 : 클래스, 멤버변수, 메서드, 생성자

- private : 같은 클래스 내에서만 접근이 가능하다.(메서드, 멤버변수 사용 가능)

- default : 같은 패키지 내에서만 접근이 가능하다.(클래스, 메서드, 멤버변수 사용 가능)

- protected : 같은 패키지 내에서, 그리고 다른 패키지의 자손클래스에서 접근이 가능하다.(메서드, 멤버변수 사용 가능)

- public : 접근 제한이 전혀 없다.(클래스, 메서드, 멤버변수 사용 가능)

- public > protected > default > private

 

* 접근 제어자를 이용한 캡슐화

: 클래스나 멤버, 주로 멤버에 접근 제어자를 사용하는 이유는 클래스의 내부에 선언된 데이터를 보호하기 위해서이다.

데이터가 유효한 값을 유지하도록, 또는 비밀번호와 같은 데이터를 외부에서 함부로 변경하지 못하도록 하기 위해서는 외부로부터의 접근을 제한하는 것이 필요하다.

이것을 데이터 감추기(data hiding)라고 하며, 객체지향개념의 캡슐화(encapsulation)에 해당하는 내용이다.

 

 

* 생성자의 접근 제어자

: 생성자에 접근 제어자를 사용함으로써 인스턴스의 생성을 제한할 수 있다. 보통 생성자의 접근 제어자는 클래스의 접근제어자와 같지만, 다르게 지정할 수도 있다.

생성자의 접근 제어자를 private으로 지정하면, 외부에서 생성자에 접근할 수 없으므로 인스턴스를 생성할 수 없게 된다. 그래도 클래스 내부에서는 인스턴스의 생성이 가능하다.

대신 인스턴스를 생성해서 반환해주는 public 메서드를 제공함으로써 외부에서 이 클래스의 인스턴스를 사용하도록 할 수 있다.

이처럼 생성자를 통해 직접 인스턴스를 생성하지 못하게 하고 public 메서드를 통해 인스턴스에 접근하게 함으로써 사용할 수 있는 인스턴스의 개수를 제한할 수 있다.

 

<예문>

class Singleton {
 private static Singleton s = new Singleton();
 // getInstance()에서 사용될 수 있도록 인스턴스가 미리 생성되어야 하므로 static이어야 한다.
 
 private Singleton(){
  // ...
 }
 
 // 인스턴스를 생성하지 않고도 호출할 수 있어야 하므로 static 이어야 한다.
 public static Singleton getInstance(){
  return s;
 }
 
 // ...
}

 

 

 또 한가지, 생성자가 private인 클래스는 다른 클래스의 조상이 될 수 없다. 왜냐하면, 자손 클래스의 인스턴스를 생성할 때 조상클래스의 생성자를 호출해야만 하는데, 생성자의 접근 제어자가 private이므로 자손클래스에서 호출하는 것이 불가능하기 때문이다.

그래서 클래스 앞에 final을 더 추가하여 상속할 수 없는 클래스라는 것을 알리는 것이 좋다.

 

<예문>

class Math{
 private Math(){
  // ...
 }
 // ...
}

class Math1 extends Math{ // 생성자가 private인 클래스를 상속받으려 하므로 에러!
 // ...
}


<예문>

final class Math{
 private Math(){
  // ...
 }
 // ...
}

 

 

* 제어자(modifier)의 조합

- 제어자를 조합해서 사용할 때 주의해야 할 사항

1. 메서드에 static과 abstract를 함께 사용할 수 없다.

2. 클래스에 abstract와 final을 동시에 사용할 수 없다.

3. abstrace 메서드의 접근 제어자가 private일 수 없다.

4. 메서드에 private과 final을 같이 사용할 필요는 없다.