어제는 인스턴스를 통해 객체를 생성하고 할당된 주소값을 참조변수에 담아 해당 클래스의 변수의 초기화를 진행하는 방식을 배웠다. 하지만 이런 방식은 번거로운 구조라는 생각이 들었다. 인스턴스 변수에 값을 넣기 위해서 매번 참조변수를 통해 변수를 하나하나 입력해줘야 하는 일이 100개가 되고 1000개가 되면 여간 고생스러운 일이 아닐 수 없기 때문이다. 그래서 오늘은 생성자라는 것을 통해 어떤 식으로 변수 값을 넣어 주는지, 그리고 기존의 방식 또한 어떻게 동작하고 있었는지에 대해 알아보겠다.
<기본 생성자 작성법> 클래스명( ) { }
- 생성자 메서드(함수)의 이름은 클래스와 동일해야 한다. - 기본 생성자를 작성하지 않았다면 프로그램이 자동으로 구현해둔다. (단, 하나라도 생성자가 있을 경우 만들지 않음) - 반환하는 값이 없기 때문에 return타입도 존재하지 않는다. (데이터 타입이 없음) - 호출되면 클래스가 가지고 있는 변수의 초기화를 진행한다.
먼저 기본 생성자부터 알아보자. 지난 시간에는 new와 참조변수만 있으면 하나의 인스턴스를 만드는 건 쉬웠다. 하지만 그냥 new를 써서 객체를 만드는 것이 그냥 띡 하고 되는 일이 아니었다. 바로 생성자가 있어야만 인스턴스를 만들 수 있었는데, 기존 클래스에 사용자가 기본 생성자를 작성하지 않았더라도 프로그램에서 디폴트 값으로 기본 생성자를 만들어주어 가능했던 것이었다. 여기서 생성자란 인스턴스를 생성할 때 호출되면 클래스가 가진 변수의 값을 자동으로 초기화 시켜주는 메서드의 일종이라고 보면 된다. 다만 void가 붙은 것처럼 return값이 없다는 것도 하나의 특징이라고 할 수 있다.
기본 생성자가 메서드라는 것을 알았다. 그렇다면 메서드가 가질 수 있는 매개변수를 통해 실제 인스턴스 변수에 값을 담는 것도 가능하지 않을까? exam_39라는 클래스 안에 세 개의 인스턴스 변수가 있다. 모델은 고정이기 때문에 변수를 선언함과 동시에 초기화를 진행했고, 나머지 두 값은 사용자의 데이터를 받기 위해 초기화를 진행하지 않았다. 그리고 메서드를 작성하는 것 처럼 클래스명을 메서드명으로 정하고 매개변수 값에 받을 데이터 타입과 변수명을 입력해준다.
여기서 매개변수에 있는 변수명과 클래스에 선언되어 있는 변수명이 같지만 서로 다른 지역에 선언되었기 때문에 중복 사용이 가능하다. 기본적으로 함수 내에 작성되는 변수는 지역변수이고, 클래스에 선언된 변수는 전역변수기 때문. 하지만 이름이 같기 때문에 함수 안에서 color를 불러오면 지역변수만 선택할 수 있게 된다. 여기서 파라미터를 받아 올 매개변수의 값을 인스턴스 변수의 값으로 대입하고 싶어 this라는 명령어를 배우게 됐다. this는 자바스크립트에서도 사용했지만 사용하는 위치에 따라 인식하는 범위가 다른데, 이 곳에서는 함수 밖의 전역을 의미한다. 그러니 this.변수명을 입력하게 되면 전역에 있는 변수를 가져올 수 있게 되는 것이다. 이렇게 작성해서 하나의 생성자가 완성되었다, 그렇다면 직접 데이터를 넣어보자.
일반 메서드를 사용하는 것 처럼, new를 붙여 생성한 객체의 괄호 안에 직접 파라미터를 입력하니 참조변수를 통해 넣은 값처럼 똑같이 출력된다. 만들어둔 생성자 덕분에 참조변수를 하나하나 입력하여 수정할 일이 없어진 것이다. 하지만 이렇게 임의로 생성자를 만들어 사용한 뒤, 기존에 생성하던 것 처럼 생성하게 되면 '해당 메서드를 찾을 수 없습니다.' 라는 에러가 뜨게 된다. 기본적으로 만들어 주던 기본 생성자가 사용자가 작성함으로써 이번에는 만들어지지 않았기 때문이다. 만약 파라미터 값을 받아오는 형식이 아니라 직접 입력하고 싶을 때 인스턴스를 생성하고 싶다면 추가적으로 클래스명과 함께 기본생성자 메서드를 작성하면 된다.
하지만 여기서 의문이 들 것이다. 과연 같은 클래스명을 가진 메서드가 둘, 셋... 혹은 그 이상 존재해도 되는걸까?
메서드명이 같다면 당연히 안된다. 하지만 메서드마다 가질 수 있는 매개변수가 서로 다르다면, 혹은 생성자가 아닌 일반 메서드에서 return값을 받아 올 데이터 타입이 다르다면 가능하다.
클래스 함수로 세 개의 메서드를 작성했다. 하지만 세 개의 메서드의 이름은 모두 sum으로 동일하다. 하지만 출력했을 때 에러없이 잘 작동되는 것을 확인할 수 있는데, 바로 세 개의 메서드가 가진 매개변수와 return의 데이터 타입이 다르기 때문이다. 첫 번째 sum 함수는 매개변수를 두 개를 가지고 있고, 두 번째와 세번째는 세 개의 매개변수를 가지고 있다. 그리고 두 번째는 정수로, 세 번째는 실수로 데이터 타입을 정하고 함수를 사용할 때 해당하는 값을 넣어주면 메서드에 입력된 기능이 제대로 동작하는 것을 볼 수 있었다. 이렇듯 구조와 타입은 다르지만 이름이 같은 메서드를 여러개 정의하는 것을 오버로딩라고 부른다. 다만 함수를 사용할 때는 입력될 값의 데이터 형식을 알아야 사용할 수 있다는 것이 옥에 티이긴 하나, ctrl을 누른 채 함수를 클릭하면 해당 메서드의 구조를 보여주니까 참고하도록 하자.
어떠한 제품을 만들기 위해서는 그 제품에 맞는 설계도가 필요하다. 앞으로 Java에서 만들 프로젝트를 위해서도 이 설계도가 필요한데 이를 여기서는 클래스(class)라고 부른다. 즉, 프로젝트를 만들기 위한 설계도로 클래스를 생성해야 하며 클래스 안에는 각 객체가 프로젝트 내에서 동작할 수 있는 고유한 속성(변수)과 기능(함수)을 포함시킬 수 있다. 그렇다면 이 설계도를 바탕으로 실제 객체를 생성하여 사용하기 위해서는 어떻게 해야할까.
여기 두 개의 클래스가 있다. 하나는 객체에 필요한 속성과 기능을 만들어 두었고(왼쪽), 하나는 main() 함수로 영역에 포함된 기능들을 실행시키기 위해 작성(오른쪽)되었다. 클래스에 작성된 모든 속성과 기능은 기본적으로 동작하지 않는다.static(미리 준비된 상태)을 가지지 못한 변수와 함수들은 프로젝트의 기능이 구현 될 ram메모리에 사실상 존재하지 않기 때문인데, 이를 객체화시켜 ram 메모리에 클래스를 구현해내는 것을 '인스턴스'라고 부른다. 인스턴스(객체)가 생성된 클래스는 그 때부터 가지고 있는 모든 속성과 기능을 꺼내어 초기화를 할 수도 있고, 함수를 실행시킬 수도 있다.
<인스턴스 생성 방법> 클래스 이름(데이터 타입) 참조변수명; 참조변수명 = new 클래스 이름( ); //new로 생성된 객체가 부여받은 주소를 참조변수에 저장 ex) exam_31 mycar = new exam_31( );
여기서 새로운 변수가 나오게 되는데 바로 참조변수이다. 참조변수란, 인스턴스가 생성됨과 동시에 할당 받는 주소값을 저장하는 공간이다. new로 생성된 인스턴스는 하나가 아니라 여러개 존재할 수 있는데, 모양이 같을 뿐 각자 고유한 기능과 속성을 가진 다른 객체기 때문에 생성될 때마다 고유한 주소값을 받는다. 이를 언제든 호출하기 위해서 변수에 담아야 하는데 이 주소를 받는 변수가 바로 참조변수인 것이다. (변수에 담지 않으면 사용이 되지 않으므로)
<인스턴스 접근 방법> 인스턴스 변수에 접근할 때 : 참조변수.변수명 인스턴스 함수에 접근할 때 : 참조변수.함수명( )
이런 식으로 주소를 가진 참조변수가 해당 클래스에 찾아 들어가 가지고 있는 변수와 함수를 꺼내어 활용할 수 있도록 도와준다. 즉, 참조변수는 클래스(객체)를 대신하는 것과 비슷하다 볼 수 있다.
new 객체 생성으로 같은 클래스를 들고왔지만 mycar1과 mycar2는 서로 다른 객체이다. 각자 고유의 속성을 가질 수 있어 색상을 다르게 지정할 수도 있고, 고유한 기능을 함으로써 속도도 다르게 지정할 수 있다. 하지만 이 클래스가 자동차의 설계도라고 가정해보면 다른 자동차여도 똑같이 변하지 않는 값이 있을 것이다. 바로 바퀴가 네 개라는 점은 어느 자동차든 변하지 않는 사실이니까 말이다. 그렇다면 이런 부분을 각 참조변수를 불러와서 하나하나 바퀴가 4개라고 입력을 해주어야 할까? 이런 편의성을 고려해서 그런지 클래스가 가질 수 있는 변수는 인스턴스 변수 외에 클래스 변수라는 것이 존재한다.
인스턴스 변수
- 인스턴스마다 가지는 고유한 변수, 고유한 저장 공간을 가진다.
- 인스턴스 변수 선언 방식은 기존 변수 선언 방식과 동일하다.
클래스 변수
- 모든 인스턴스가 공통된 값을 공유하는 변수, 저장 공간은 하나 뿐이다.
- 인스턴스를 생성하지 않아도 메모리에 존재하는 변수이다. (static으로 생성)
- 참조변수 없이 불러올 수 있지만 참조변수로 불러올 수 없는 건 아니다. (그러나 굳이 참조변수를 생성하여 불러 올 필요가 없다)
위와 같은 설명과 마찬가지로 클래스 변수는 어떤 인스턴스라도 같은 값을 가지는 공통된 변수를 말한다. 생성할 때 일반 변수와 똑같이 생성하되, 앞에 static을 붙여 언제든 사용할 수 있는 상태로 만들어 두어 별도의 객체 생성 과정이 없어도 바로 바로 호출이 가능하도록 설정한다. 이렇게 되면 각 인스턴스가 가질 값이 공통된 하나의 저장소로 줄어드니 리소스 또한 절약할 수 있다는 장점이 있다.
자동차의 속도는(speed) 각 인스턴스의 고유의 값을 가져야 하기 때문에 인스턴스 변수로 선언했고, 바퀴는 어느 인스턴스든 4개로 동일하기 때문에 static을 붙여 선언과 동시에 초기화를 했다. 이를 콘솔창에 나타내기 위해 가져오기 위해서 고유의 값을 가진 speed 변수는 인스턴스를 생성하여 불러와야 하지만, wheel 값은 이미 생성되어 메모리에 기록된 상태기 때문에 클래스명과 함께 변수를 불러오면 4라는 숫자가 콘솔창에 뜨게 된다. 물론 참조변수 내에서 불러오는 것도 불가능하지 않다. mycar2로 참조변수를 만들어 똑같이 불러내면 별 다른 오류 없이 작동하는 걸 확인할 수 있다. (어쨌든 해당 클래스에 부여된 속성이기 때문에 어느 인스턴스에서 호출해도 나오게 된다. 하지만 굳이 번거롭게 할 필요가 없기 때문에 클래스명으로 호출하는 것이 정석이다.)
다만 저장 공간은 하나기 때문에 참조변수를 통해서 값을 바꾸어도 모든 인스턴스에서 해당 변수값은 바뀌어 출력되게 된다.
이렇게 변수를 불러오는 방법을 알아봤으니 이제 함수에 대해서 조금 더 알아보자. 메서드라고 부르는 이 함수는 특정한 작업을 실행하는 코드를 가지고 있어 사용자가 넣은 값을 해당 기능에 대입하고 나온 값을 반환(return)하는 역할을 한다. 변수처럼 저장되어 언제든 쓸 수 있는 메서드는 클래스를 구성하는 요소에 있어 매우 중요하다.
메서드의 생성 방법은 변수와 똑같이 데이터 타입을 결정해주어야 하는데, 이 값은 기능에서 반환받을 값의 데이터 형식을 정하는 것이다. 매개변수는 해당 메서드가 호출되며 입력받은 파라미터(값)을 담을 변수를 뜻한다. 여기서 매개변수의 데이터 타입을 정수로 받고 반환하는 값의 데이터 타입을 실수로 한다면 사용자는 정수를 입력했지만 출력될 값은 소숫점이 붙은 실수로 출력된다는 것이다. 여기서 매개변수의 괄호 부분은 받을 재료값이 필요하지 않으면 비워놔도 되지만 해당 메서드를 호출 할 경우에는 꼭 괄호를 이어 붙여줘야 한다. 그리고 메서드가 실행되면 return값을 사용자에게 전달해주기 때문에 해당 값을 변수에 저장하고 사용하거나, 혹은 값만 화면에 출력하고 끝내버리는 등 다양한 활용이 가능하다.
여기서 메서드 또한 클래스의 자식으로써 기능하기 때문에 어느 위치에 있느냐에 따라 인스턴스 메서드가 될 수도 있고, 클래스 메서드가 될 수도 있다. 선언되는 방식은 위에서 말한 변수와 동일하다. 특이하게 void라는 명령어를 타입 앞에 선언할 수 있는데 이건 return값을 주지 않겠다는 의미라고 한다. 물론 함수를 호출하게 되면 내부에 작성된 코드는 실행되지만 return값을 강제하지 않는다는 의미로 보면 편할 것 같다.
그렇다면 이제 인스턴스와 클래스에 대해 배운것을 종합적으로 정리해보겠다. 인스턴스 변수(혹은 함수)는 사용자가 new를 사용해 객체를 생성하기 전까지는 메모리에 존재하지 않기 때문에 static으로 선언된 함수에서 인스턴스 변수를 불러오면 에러가 뜬다. 이미 메모리에서 동작할 준비를 마친 함수 안에 선언되지 못한 인스턴스 변수는 존재할 수 없기 때문이다. 하지만 반대로 인스턴스 함수 안에 인스턴스 변수를 사용하는 건 가능하다. 어차피 둘 모두 new로 객체 생성을 선언하면 메모리에 같이 쓰여지기 때문이다. 이렇듯 둘 사이의 구조를 이해하는 것에 초점을 맞춘다면 변수에 관해서는 헷갈릴 일은 없을 듯 하다.
