[java] 13. 제어자


제어자



제어자는 클래스, 변수 또는 메서드의 선언부에 함께 사용되어 부가적인 의미를 부여합니다.

제어자의 종류는 크게 접근 제어자와 그 외의 제어자로 나눌 수 있습니다.


접근 제어자  public, protected, default, private

그 외 static, final, abstract, native, transient, synchronized, volatile, strictfp



제어자는 클래스나 멤버변수와 메서드에 주로 사용되며,

하나의 대상에 대해서 여러 제어자를 조합하여 사용하는 것이 가능합니다.

단, 접근 제어자는 한 번에 네 가지 중 하나만선택해서 사용할 수 있습니다.

즉, 하나의 대상에 대해서 public과 private을 사용할 수 없습니다.



static- 클래스의, 공통적인



static은 ‘클래스의’ 또는 ‘공통적인’의 의미를 가지고 있습니다.

인스턴스변수는 하나의 클래스로부터 생성되었더라도 각기 다른 값을 유지하지만,

클래스변수(static 멤버변수)는 인스턴스에 관계없이 같은 값을 갖습니다.

그 이유는 하나의 변수를 모든 인스턴스가 공유하기 때문입니다.

static이 붙은 멤버변수와 메서드, 그리고 초기화 블럭은 인스턴스가 아닌 클래스에 관계된 것이기 때문에

인스턴스를 생성하지 않고도 사용할 수 있습니다.


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



final- 마지막의, 변경될 수 없는



final은 ‘마지막의’ 또는 ‘변경될 수 없는’의 의미를 가지고 있으며,

거의 모든 대상에 사용할 수 있습니다.

변수에 사용되면 변경할 수 없는 상수가 되며, 메서드에 사용되면 오버라이딩을 할 수 없게 되고,

클래스에 사용되면 자신을 확장하는 자식클래스를 정의하지 못하게 됩니다.


final이 사용될 수 있는 곳 - 클래스, 메서드, 멤버변수, 지역변수




final class FinalTest{ //부모가 될 수 없는 클래스
	final int MAX_SIZE=10; //값을 변경할 수 없는 멤버변수
	
	fianl void getMaxSize(){ //오버라이딩 할 수 없는 메서드
	final int LV=MAX_SIZE; //값을 변경할 수 없는 지역변수
	}
}



그리고 final이 붙은 변수는 상수이므로 일반적으로 선언과 초기화를 동시에 하지만,

인스턴스 변수의 경우 생성자에서 초기화 되도록 할 수 있습니다.

예를 들어 다음과 같이 상수를 초기화한 경우


class Example{
	final int NUM=10;
}



Example의 모든 인스턴스들의 상수 X값은 10으로 초기화 되는데,

다음과 같이 생성자의 매개변수를 이용하여 초기화하를 하면


class Example{
	final int NUM=10;
	
	Example(int n){
		NUM=n;
	}
}



각 인스턴스마다 final이 붙은 멤버변수가 다른 값을 갖도록 하는 것이 가능합니다.



abstract - 추상의, 미완성의



abstract는 미완성의 의미를 가지고 있습니다.

메서드의 선언부만 작성하고 실제 수행내용은 구현하지 않은 추상 메서드를 선언하는데 사용됩니다.

그리고 클래스에 사용되어 클래스 내에 추상메서드가 존재한다는 것을 쉽게 알수 있게 합니다.

자세한 내용은 후에 추상 클래스에서 다룹니다.


abstract가 사용될 수 있는 곳- 클래스,메서드



접근제어자



접근 제어자는 멤버 또는 클래스에 사용되어,

해당하는 멤버 또는 클래스를 외부에서 접근하지 못하도록 제한하는 역할을 합니다.

접근 제어자가 default임을 알리기 위해 실제로 default를 붙이지는 않습니다.

클래스나 멤버변수, 메서드, 생성자에 접근 제어자가 지정되어 있지 않다면,

접근 제어자가 default임을 뜻합니다.


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


private: 같은 클래스 내에서만 접근 가능


protected: 같은 패키지 내에서, 그리고 다른 패키지의 자식클래스에서 접근이 가능


default: 같은 패키지 내에서만 접근이 가능


public: 접근 제한이 전혀 없다



접근 범위가 넓은 쪽에서 좁은 쪽의 순으로 왼쪽부터 나열하면 다음과 같습니다.


public > protected > (default) > private



주의할 것은 지역변수에는 접근 제어자를 사용할 수 없습니다.



접근 제어자를 이용한 캡슐화



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

데이터가 유효한 값을 유지하도록, 또는 비밀번호와 같은 데이터를 외부에서 변경하지 못하도록

하기 위해서는 외부로부터의 접근을 제한하는 것이 필요합니다.

이것을 정보 은닉이라고 하며, 객체지향개념의 캡슐화에 해당하는 내용입니다.

또 다른 이유는 클래스 내에서만 사용되는, 내부 작업을 위해 임시로 사용되는 멤버변수나

부분작업을 처리하기 위한 메서드 등의 멤버들을 클래스 내부에 감추기 위해서입니다.

외부에서 접근할 필요가 없는 멤버들을 private으로 지정하여 외부에 노출시키지 않음으로써

복잡성을 줄일 수 있습니다.


<접근 제어자를 사용하는 이유>


-외부로부터 데이터를 보호하기 위해서


-외부에는 불필요한, 내부적으로만 사용되는, 부분을 감추기 위해서



예제를 보겠습니다.


public class Time{
	public int hour;
	public int minute;
	public int second;
}



위의 Time 클래스의 멤버변수는 모두 public으로 선언되어 클래스 외부 어디에서든 접근가능합니다.

이는 다음과 같은 문제를 발생시킵니다.


Time t=new Time();
t.hour=25; //인스턴스 t의 멤버변수에 접근



분명 시간에서 hour는 0보다는 같거나 크고 24보다는 작은 범위의 값을 가져야하지만

위의 코드처럼 잘못된 값을 지정한다고 해도 이것을 막을 방법은 없습니다.

이런 경우 멤버변수를 private나 protected로 제한하고 멤버변수의 값을 읽고

변경할 수 있는 public메서드를 제공함으로써 간접적으로 멤버변수의 값을 다룰 수 있도록 하는 것이 좋습니다.


public class Time{
	private int hour;
	private int minute;
	private int second;
	
	
	public int getHour(){ return hour; } // 멤버변수 hour 반환함수
	
	public void setHour(){ //멤버변수 hour 설정함수
		if(hour<0||hour>23)return;
		this.hour=hour;
	}
	
	
	public int getMinute(){ return minute; } // 멤버변수 minute 반환함수
	
	
	public void setMinute(int minute){ //멤버변수 minute 설정함수
		if(minute<0||minute>59) return;
			this.minute=minute;	
	}
	
	...
	
}



get으로 시작하는 메서드는 단순히 멤버변수의 값을 반환하는 일을 하고,

set으로 시작하는 메서드는 매개변수에 지정된 값을 검사하여 조건에 맞는 값일 때만 멤버변수의 값을 변경합니다.

보통 멤버변수의 값을 읽는 메서드의 이름은 ‘get멤버변수이름’이라 하고 그러한 메서드들을 getter라고 합니다.

또, 멤버변수의 값을 변경하는 메서드의 이름은 보통 ‘set멤버변수이름’이라 하고 그러한 메서드들을 setter라고 합니다.

위와 같이 멤버변수는 private이나 protected로 선언하고 public 메서드인

setter와 getter 를 통해 멤버변수에 접근하는 것이 정보를 보호하고,

잘못된 값으로 변경하는 것을 방지하는데 좋습니다.

다음은 접근 제어자를 사용한 예제입니다.


image



image



출력결과입니다.


image



생성자의 접근 제어자



생성자에 접근 제어자를 사용함으로써 인스턴스의 생성을 제한할 수 있습니다.

보통 생성자의 접근 제어자는 클래스의 접근 제어자와 같지만,

다르게 지정할 수도 있습니다.

생성자의 접근 제어자를 private으로 지정하면, 외부에서 생성자에 접근할 수 없으므로

인스턴스를 생성할 수 없게 됩니다. 그래도 클래스 내부에서는 인스턴스를 생성할 수 있습니다.


class Singleton{
	private Singleton(){ //생성자를 private으로 선언
		...
	}
}



대신 인스턴스를 생성해서 반환해주는 public 메서드를 제공함으로써

외부에서 이 클래스의 인스턴스를 사용하도록 할 수 있습니다.

이 메서드는 public인 동시에 static이어야합니다.(인스턴스생성이 외부에서 안되기에)


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



이처럼 생성자를 통해 직접 인스턴스를 생성하지 못하게 하고, public메서드를 통해 인스턴스에 접근하게 함으로써

사용할 수 있는 인스턴스의 개수를 제한할 수 있습니다.

또, 생성자가 private인 클래스는 다른 클래스의 조상이 될 수 없습니다.

왜냐하면, 자식클래스의 인스턴스를 생성할 때 부모클래스의 생성자를 호출해야만 하는데,

생성자의 접근 제어자가 private이므로 자식클래스에서 호출하는 것이 불가능하기 때문입니다.

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


public final class Singleton{  //final 제어자 추가 
	private Singleton{}
}



제어자의 조합



다음은 제어자를 조합해서 사용할 때 주의해야할 사항입니다.


1.메서드에 static과 abstract를 함께 사용할 수 없다.

static메서드는 몸통이 있는 메서드에만 사용할 수 있기 때문이다.



2.클래스에 abstract와 final을 동시에 사용할 수 없다.

클래스에 사용되는 final은 클래스를 확장할 수 없다는 의미이고,

abstract는 상속을 통해서 완성되어야한다는 의미이므로 서로 모순된다.



3.abstract메서드의 접근 제어자가 private일 수 없다.

abstract메서드는 자식클래스에서 구현해주어야 하는데 접근 제어자가 private이면 자식클래스에서 접근할 수 없다.



4.메서드에 private와 final을 같이 사용할 필요는 없다.

접근 제어자가 private인 메서드는 오버라이딩될 수 없기 때문이다.