[TIL 220108] 자바의정석 6. 객체지향 프로그래밍 I (2)

4. 오버로딩

4.1 오버로딩이란?

메서드도 변수와 마찬가지로 같은 클래스 내에서 서로 구별될 수 있어야 하기 때문에 각기 다른 이름을 가져야 한다. 그러나 자바에서는 한 클래스 내에 이미 사용하려는 이름과 같은 이름을 가진 메서드가 있더라도 매개변수의 개수 또는 타입이 다르면, 같은 이름을 사용해서 메서드를 정의할 수 있다.

'오버로딩(overloading)'의 사전적 의미는 '과적하다.' 즉, 많이 싣는 것을 뜻한다. 보통 하나의 메서드 이름에 하나의 기능만을 구현해야 하는데, 하나의 메서드 이름으로 여러 기능을 구현하기 때문에 붙여진 이름이라고 생각할 수 있다. 

 

4.2 오버로딩의 조건

1. 메서드 이름이 같아야 한다

2. 매개변수의 개수 또는 타입이 달라야 한다.

비록 메서드의 이름이 같다 하더라도 매개변수가 다르면 서로 구별될 수 있기 때문에 오버로딩이 가능한 것이다. 위의 조건을 만족시키지 못하는 메서드는 중복 정의로 간주되어 컴파일 시에 에러가 발생한다. 그리고 오버로딩 된 메서드들은 매개변수에 의해서만 구별될 수 있으므로 반환타입은 오버로딩을 구현하는데 아무런 영향을주지 못한다는 것에 주의해야한다.

 

4.3 오버로딩의 예

오버로딩의 예로 가장 대표적인 것은 println 메서드이다. 실제로 println메서드를 호출할 때 매개변수로 지정하는 값의 타입에 따라서 호출되는 println메서드가 달라진다. PrintStream클레스에는 어떤 종류의 매개변수를 지정해도 출력할 수 있도록 아래와 같이 10개의 오버로딩된 rpintln메서드를 정의해놓고 있다. println메서드를 호출할 때 매개변수로 넘겨주는 값의 타입에 따라서 위의 오버로딩된 메서드들 중의 하나가 선택되어 실행되는 것이다.                

void println()
void println(boolean x)
void println(char x)
void println(char[] x)
void println(double x)
void println(float x)
void println(int x)
void println(long x)
void println(Object x)
void println(String x)

 

4.4 오버로딩의 장점

1. println메서드의 경우 오버로딩을 통해 여러 메서드들이 prinltn이라는 하나의 이름으로 정의될 수있다

→println이라는 이름만 기억하면 되므로 기억하기 쉽고, 오류를 줄일 수 있다.

2. 이름을 절약할 수 있다

→하나의 이름으로 여러개의 메서드를 정의할 수 있어 이름짓는 고민을 덜고 동시에 사용되었어야 할 메서드의 이름을 다른 메서드의 이름으로 사용 가능

 

4.5 가변인자(varargs)와 오버로딩

가변인자(varargs) : 메서드의 매개변수를 동적으로 지정해줄수 있는 기능

가변인자는 '타입...변수명'과 같은 형식으로 선언하며, PrintStreamㅋ르래스의 printf()가 대표적인 예이다

public PrintStream printf(String format, Object...args){ . . .}

 

위와 같이 가변인자 외에도 매개변수가 더 있다면, 가변인자를 매개변수 중에서 제일 마지막에 선언해야 한다. 그렇지 않으면, 컴파일 에러가 발생한다. 가변인자인지 아닌지를 구별할 방법이 없기 때문에 허용하지 않는 것이다.

 

여러 문자열을 하나로 결합하여 반환하는 concatenate 메서드를 작성한다면, 아래와 같이 매개변수의 개수를 다르게 해서 여러 개의 메서드를 작성해야 한다

 

String concatenate(String s1, Strings2) {. . .}
String concatenate(String s1, String s2, String s3) { . . .}
String concatenate(String s1, String s2, String s3, String s4) {. . .}

이럴 때, 가변인자를 사용하면 하나로 간단히 대체 할 수 있다.

String concatenate(String... str){. . .}

이 메서드를 호출할 때는 아래와 같이 인자의 개수를 가변적으루 할 수 있다. 심지어는 인자가 아예 없어도 되고 배열도 인자가 될 수 있다.

System.out.println(concatenate());	//인자가 없음
System.out.println(concatenate("a"));	//인자가 하나
System.out.println(concatenate("a", "b"));	//인자가 둘
System.out.println(concatenate(new String[]{"A", "B"}));	//배열도 가능

가변인자는 내부적으로 배열을 이용하는데 이 메서들 호출할 때마다 배열이 새로 생성된다. 가변인자가 편리하지만, 이런 비효율이 있으므로 꼭 필요한 경우에만 가변인자를 사용하는 것이 좋다. 매개변수의 타입을 배열로 하면, 반드시 인자를 지정해 줘야하기 때문에 인자를 생략할 수 없다. 그래서 null이나 0인 배열을 인자로 지정해줘야 하는 불편함이 있다.

 

가변인자를 선언한 메서드를 오버로딩하면, 메서드를 호출했을 때 구별되지 못하는 경우가 발생하기 쉽기 때문에 주의해야 한다. 가능하면 가변인자를 사용한 메서드는 오버로딩 하지 않는 것이 좋다.

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5. 생성자

5.1 생성자란?

생성자는 인스턴스가 생성될 때 호출되는 '인스턴스 초기화 메서드'이다. 인스턴스 변수의 초기화 작업에 주로 사용되며, 인스턴스 생성 시에 참고되여야 할 작업을 위해서도 사용된다. 생성자 역시 메서드처럼 클래스 내에 선언되며, 구조도 메서드와 유사하지만 리턴값이 없다는 점이 다르다. 그렇다고 해서 생성자 앞에 void를 사용하지는 않고 아무것도 적지 않는다.(모든 생성자가 리턴값이 없기 때문)

생성자의 조건

1. 생성자의 이름은 클래스의 이름과 같아야 한다.

2. 생성자는 리턴 값이 없다.

생성자도 오버로딩이 가능하므로 하나의 클래스에 여러개의 생성자가 존재할 수 있다. 연산자 new가 인스턴스를 생성하는 것이지 생성자가 인스턴스를 생성하는 것이 아니다. 생성자라는 용어 때문에 오해하기 쉬운데, 생성자는 단순히 인스턴스 변수들의 초기화에 사용되는 메서드일 뿐이다. 인스턴스를 생성하기 위해 new 뒤에 오는 '클래스이름()'이 바로 생성자다.  인스턴스를 생성할 때는 반드시 클래스 내에 정의된 생성자 중의 하나를 선택하여 지정해 주어야 한다.

 

5.2 기본생성자(default constructor)

지금까지 클래스에 생성자를 정의하지 않고도 인스턴스를 생성할 수 있었던 이유는 컴파일러가 제공하는 '기본생성자(default constructor)' 덕분이었다. 컴파일 할 떄 소스파일(*.java)의 클래스에 생성자가 하나도 정의되지 않는 경우 컴파일러는 자동적으로 '클래스이름(){}'와 같은 내용의 기본생자를 추가하여 컴파일한다. 기본생성자가 컴파일러에 의해서 추가되는 경우는 클래스에 정의된 생성자가 하나도 없을 때 뿐이다.

 

5.3 매개변수가 있는 생성자

생성자도 메서드처럼 매개변수를 선언하여 호출 시 값을 넘겨받아서 인스턴스의 초기화 작업에 사용할 수 있다. 인스턴스마다 각기 다른 값으로 초기화되어야 하는 경우가 많기 땜누에 매개변수를 사용한 초기화는 매우 유용하다. 

Car인스턴스를 생성할 때, 생성자 Car()를 사용한다면, 인스턴스를 생성한 다음에 인스턴스 변수들을 따로 초기화주어야 하지만, 매개변수가 있는 생성자 Car(String color, String gyearType, int door)를 사용한다면 인스턴스를 생성하는 동시에 원하는 값으로 초기화를 할 수 있게 된다. 인스턴스를 생성한 다음에 인스턴스변수의 값을 변경하는것보다 매개변수를 갖는 생성자를 사용하는 것이 코드를 보다 간결하고 직관적으로 만든다.

5.4 생성자에서 다른 생성자 호출하기 - this( ), this

같은 클래스 멤버들 간에 서로 호출할 수 있는 것처럼 생성자 간에도 서로 호출이 가능하다.

다른 생성자 호출조건

-생성자의 이름으로 클래스이름 대신 this를 사용한다.

-한 생성자에서 다른 생성자를 호출할 때는 반드시 첫 줄에서만 호출이 가능하다.

위 코드에 에러가 생긴 이유

-생성자 내에서 다른 생성자를 호출할 때는 클래스 이름 'Car'대신 'this'를 사용해야하는데 그렇지 않음.

-생성자 호출이 첫번째 줄이 아닌 두번째줄

 

Car클래스의 'color = c;'는 생성자의 매개변수로 선언된 재역변수 c의 값을 인스턴스변수 color에 저장한다. 이 때 변수 color와 c는 이름만 다름으로 서로 구별이 되지만 매개변수로 선언된 변수의 이름이 color로 인스턴스 color와 이름이 같을 경우에는 인스턴수 앞에 'this'를 사용하면 된다.

 Car(String color, String gearType, int door) {
	this.color = color;
   	this.gearType = gearType;
	this.door = door;
}

정리하면

-this : 인스턴스 자신을 가리키는 참조변수, 인스턴스의 주소가 저장되어 있다. 모든 인스턴스메서드의 지역변수로 숨겨진 채로 존재한다.

-this(), this(매개변수) 생성자. 같은 클래스의 다른생성자를 호출할 대 사용한다.

-this와 this()는 비슷하게 생겼을 뿐 완전히 다른 것이다. this는 '참조변수'이고, this()는 생성자이다.

 

 

5.5 생성자를 이용한 인스턴스의 복사

현재 사용하고 있는 인스턴스와 같은 상태를 갖는 인스턴스를 하나 더 만들고자 할 때 생성자를 이용할 수 있다. 두 인스턴스가 같은 상태를 갖는다는 것은 두 인스턴스의 모든 인스턴스 변수(상태)가 동일한 값을 갖고 있다는 것을 뜻한다. 

하나의 클래스로부터 생성된 모든 인스턴스의 메서드와 클래스변수는 서로 동일하기 때문에 인스턴스 간의 차이는, 인스턴스마다 각기 다른 값을 가질 수 있는 인스턴스 변수 뿐이다.

예제 6-26

인스턴스 c2는 c1을 복사하여 생성된 것이므로 서로 같은 상태를 갖지만, 서로 독립적으로 메모리공간에 존재하는 별도의 인스턴스이므로 c1의 값들이 변경되어도 c2는 영향을 받지 않는다. 

인스터스를 생성할 때 결정할 2가지 사항

1. 클래스 - 어떤 클래스의 인스턴스를 생성할 것인가?

2. 생성자 - 선택한 클래스의 어떤 생성자로 인스턴스를 생성할 것인가?

6. 변수의 초기화

6.1 변수의 초기화

변수를ㄹ 선언하고 처음으로 값을 저장하는 것을 '변수의 초기화'라고 한다. 변수의 초기화는 경우에 따라서 필수적이기도 하고 선택적이기도 하지만 가능하면 선언과 동시에 적절한 값으로 초기화 하는 것이 바람직하다.

 

멤버변수는 초기화를 하지 않아도 자동적으로 변수의 자료형에 맞는 기본값으로 초기화가 이루어지므로 초기화하지 않고 사용해도 되지만, 지역변수는 사용하기전에 반드시 초기화해야 한다.

자료형	기본값
boolean	false
char	'\u0000'
byte, short, int	0
long	0L
float	0.0f
double	0.0d 또는 0.0
참조형 변수	null

▶멤버변수의 초기화 방법

1. 명시적 초기화(explicit initialization)

2. 생성자(constructor)

3. 초기화 블럭(initialization block)

 -인스턴스 초기화 블럭 : 인스턴스 변수를 초기화 하는데 사용

 -클래스 초기화 블럭 : 클래스변수를 초기화 하는데 사용

 

6.2 명시적 초기화(explicit initialization)

변수를 선언과 동시에 초기화하는 것을 명시적 초기화라고 한다. 가장 기본적이면서도 간단한 초기화 방법이므로 여러 초기화 방법 중에서 가장 우선적으로 고려되어야 한다.

class Car{
	int door = 4;				//기본형(primitive type) 변수의 초기화
    Engine e = new Engine();	//참조형(reference type) 변수의 초기화
    
    //....
}

명시적 초기화가 간단하고 명료하지만 보다 복잡한 초기화 작업이 필요할 때는 '초기화 블럭(initialization bloc)'또는 생성자를 사용해야 한다.

 

6.3 초기화 블럭(initialization block)

초기화 블럭에는 '클래스 초기화 블럭'과 '인스턴스 초기화 블럭' 두 가지 종류가 있다. 클래스 초기화 블럭은 클래스 변수의 초기화에 사용되고 인스턴스 초기화 블럭은 인스턴스 변수의 초기화에 사용된다.

 

인스턴스 초기화 블럭은 단순히 클래스 내에 블럭{ }만들고 그 안에 코드를 작성하기만 하면 되고,

클래스 초기화 블럭은 인스턴스 초기화 블럭 앞에 단순히 static을 덧붙이면 된다.

 

초기화 블럭 내에는 메서드 내에서와 같이 조건문, 반복문, 예외처리구문 등 자유롭게 사용 가능하고, 명시적 초기화로 부족한 경우 초기화 블럭을 사용한다

class InitBlock{
	static { /* 클래스 초기화 블럭 */ }
    
    { /* 인스턴스 초기화 블럭 */ }
    
    //. . .
}

클래스 초기화 블럭은 클래스가 메모리에 처음 로딩될 때 한번만 수행되며, 인스턴스 초기화 블럭은 생성자와 같이 인스턴스를 생성할 때마다 수행된다. 그리고 클래스 내에서 생성자보다 인스턴스 초기화 블럭이 먼저 수행된다.

6.4 멤버변수의 초기화 시기와 순서

클래스 변수의 초기화시점 : 클래스가 처음 로딩될 때 단 한번 초기화된다.

인스턴스 변수의 초기화시점 : 인스턴스가 생성될 때마다 각 인스턴스별로 초기화가 이루어진다.

 

클래스 변수의 초기화 순서 : 기본값 → 명시적 초기화 → 클래스 초기화 블럭

인스턴스 변수의 초기화 순서 : 기본값 → 명시적 초기화 → 인스턴스 초기화 블럭 → 생성자

 

▶클래스변수 초기화 (1~3) : 클래스가 처음 메모리에 로딩될 때 차례대로 수행됨.

▶인스턴스변수 초기화 (4~7) : 인스턴스를 생성할 때 차례대로 수행됨

 

1. cv가 메모리(method area)에 생성되고, cv에는 int형의 기본값인 0이 cv에 저장된다.

2. 그 다음에는 명시적 초기화(int cv = 1)에 의해서 cv에 1이 저장된다.

3. 마지막으로 클래스 초기화 블럭(cv = 2)이 수행되어 cv에는 2가 저장된다.

 

4. initTest클래스의 인스턴스가 생성되면서 iv가 메모리(heap)에 존재하게 된다.

5. 명시적 초기화에 의해서 iv에 1이 저장되고

6. 인스턴스 초기화 블럭이 수행되어 iv에 2가 저장된다.

7. 마지막으로 생성자가 수행되어 iv에는 3이 저장된다.