[32] 230213 Java Ch. 6 클래스: 5. 인스턴스 멤버와 정적 멤버 [K-디지털 트레이닝 32일]

230213 Mon 32nd class

Ch. 6 클래스
진도: p. 270 ~ (교재: 혼자 공부하는 자바, 저자: 신용권)

혼자 공부하는 자바 | 신용권 - 교보문고

오늘 배운 것 중 기억할 것을 정리했다. 

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지난 수업 때 배운 것 중 다시 기억할 것

생성자(constructor): new 연산자로 호출되는 특별한 중괄호 블록.
객체 생성 시 객체를 초기화하는 역할을 한다. 메서드와 비슷하게 생겼지만, 클래스 이름으로 되어 있고 반환형이 없다.
객체 초기화란 필드를 초기화하거나, 메서드를 호출해서 객체를 사용할 준비를 하는 것을 말한다. 

참고: https://www.geeksforgeeks.org/java-main-method-public-static-void-main-string-args/

1. Public 

 It is an Access modifier, which specifies from where and who can access the method. Making the main() method public makes it globally available. It is made public so that JVM can invoke it from outside the class as it is not present in the current class.

2. Static (정적)

 It is a keyword that is when associated with a method, making it a class-related method. The main() method is static so that JVM can invoke it without instantiating the class. This also saves the unnecessary wastage of memory which would have been used by the object declared only for calling the main() method by the JVM.

3. Void 

 It is a keyword and is used to specify that a method doesn’t return anything. As the main() method doesn’t return anything, its return type is void. As soon as the main() method terminates, the java program terminates too. Hence, it doesn’t make any sense to return from the main() method as JVM can’t do anything with the return value of it.

4. main 

 It is the name of the Java main method. It is the identifier that the JVM looks for as the starting point of the java program. It’s not a keyword.

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Ch. 6 클래스

책의 목차
06-1 객체 지향 프로그래밍
06-2 필드
06-3 생성자
06-4 메소드
06-5 인스턴스 멤버와 정적 멤버
06-6 패키지와 접근 제한자

6.5 인스턴스 멤버와 정적 멤버 p. 270

인스턴스 멤버
class A{
     //인스턴스 필드
     String color;
     //인스턴스 메서드
     void run(){
     }
}

정적(클래스)멤버 
class A{
     //정적 필드
     static String color;
     //정적 메서드
     static void run(){

     }
} 

6.5.1 인스턴스 멤버와 this p. 271

인스턴스(instance) 멤버: 인스턴스 멤버란 객체(인스턴스)를 생성한 후 사용할 수 있는 필드와 메서드를 말하는데, 이들은 각각 인스턴스 필드, 인스턴스 메서드라고 부른다.

인스턴스 필드와 메서드는 객체에 소속된 멤버이기 때문에 객체 없이는 사용할 수 없다.

인스턴스 멤버와 this 1) 인스턴스 멤버 선언

인스턴스(instance): 클래스로부터 만들어진 객체

ex) 52장의 카드의 모양, 숫자가 다른 것: 인스턴스 멤버로 둔다.

인스턴스 필드가 사용되면 메서드 역시 객체 없이는 실행할 수 없다.

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인스턴스 멤버와 this 2) this p. 272

객체 외부에서 인스턴스 멤버에 접근하기 위해 참조 변수를 사용하는 것과 마찬가지로 객체 내부에서도 인스턴스 멤버에 접근하기 위해 this를 사용할 수 있다. 우리가 자신을 '나'라고 가리키듯이 객체는 자신을 this라고 한다.
ex) this.model = 자신이 가지고 있는 model 필드

this는 주로 생성자와 메서드의 매개 변수 이름이 필드와 동일한 경우, 인스턴스 멤버인 필드를 명시하고자 할 때 사용된다.

다음은 매개 변수 model의 값을 필드 model에 저장한다.

Car(String model){
	this.model = model;
}
void setModel(String model){
	this.model = model;
}

예시) 인스턴스 멤버와 this: Car.java

public class Car3 {
	//필드
	String model;
	int speed;
	
	//생성자
	Car3(String model){
		this.model = model; 
	}
	
	//메서드
	void setSpeed(int speed) {
		this.speed = speed;
	}
	
	void run() {
		for(int i = 10; i<=50; i+=10) {
			this.setSpeed(i);
			System.out.println(this.model +"가 달립니다.(시속:" + this.speed + "km/h)");			
		}
	}
}

예시) 인스턴스 멤버와 this: CarExample.java

public class Car3Example {
	public static void main(String[] args) {
		Car3 myCar = new Car3("포르쉐");
		Car3 yourCar = new Car3("벤츠");
		
		myCar.run();
		yourCar.run();
	}
}

결과)

포르쉐가 달립니다.(시속:10km/h)
포르쉐가 달립니다.(시속:20km/h)
포르쉐가 달립니다.(시속:30km/h)
포르쉐가 달립니다.(시속:40km/h)
포르쉐가 달립니다.(시속:50km/h)
벤츠가 달립니다.(시속:10km/h)
벤츠가 달립니다.(시속:20km/h)
벤츠가 달립니다.(시속:30km/h)
벤츠가 달립니다.(시속:40km/h)
벤츠가 달립니다.(시속:50km/h)

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6.5.2 정적 멤버와 static

- 어떤 객체에 소속되어있다는 뜻은 new 키워드를 이용하여 객체를 생성하여야만 해당 변수나 메서드를 사용할 수 있다는 뜻입니다. static 키워드를 붙이면 객체 생성 없이도 메서드나 변수를 사용할 수 있습니다.
참고: https://jooona.tistory.com/m/164

정적(static): 고정된이라는 의미이다. 정적 멤버를 선언할 때 사용하는 키워드이다.

정적 멤버: 클래스에 고정된 멤버로서 객체를 생성하지 않고 사용할 수 있는 필드와 메서드를 말한다. 
각각 정적 필드, 정적 메서드라고 부른다.
정적멤버는 객체가 아닌 클래스에 소속된 멤버이기 때문에 클래스 멤버라고도 한다. 

정적 멤버와 static 1) 정적 멤버 선언

정적 필드와 정적 메서드를 선언하려면 필드와 메서드 선언 시 static 키워드를 추가적으로 붙이면 된다.

public class 클래스{
     //정적 필드
     static 타입 필드 [= 초기값];
     
     //정적 메서드
     static 리턴 타입 메서드 (매개변수선언, ...){...}
}

객체마다 가지고 있어야 할 데이터: 인스턴스 필드로 선언 ex) 색깔이 다르다면 color
객체마다 가지고 있을 필요가 없는 공용 데이터: 정적 필드로 선언 ex) 파이(π)

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정적 멤버와 static 2) 정적 멤버 사용

클래스가 메모리를 로딩되면 정적 멤버를 바로 사용할 수 있는데, 클래스 이름과 함께 도트(.) 연산자로 접근한다. 

클래스.필드;
클래스.메서드(매개값, ...);

//정적 필드
double result1 = 10 * 10 * Calculator.pi;
//정적 메서드
int result2 = Calculator.plus(10, 5);
int result3 = Calculator.minus(10, 5);

예시) 정적 멤버 사용

public class Calculator3 {
	static double pi = 3.14159;
	
	static int plus(int x, int y) {
		return x + y;
	}
	
	static int minus(int x, int y) {
		return x - y;
	}
}

예시) 정적 멤버 사용

public class Calculator3Example {
	public static void main(String[] args) {
		double result1 = 10 * 10 * Calculator3.pi;
		
		int result2 = Calculator3.plus(10, 5);
		
		int result3 = Calculator3.minus(10, 5);
		
		System.out.println("result1 : " + result1);
		System.out.println("result2 : " + result2);
		System.out.println("result3 : " + result3);
	}
}

결과)

result1 : 314.159
result2 : 15
result3 : 5

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정적 멤버와 static 3) 정적 멤버 선언 시 주의할 점 p. 277

객체가 없어도 실행된다는 특징 때문에 정적 메서드를 선언할 때는 이들 내부에 인스턴스 필드나 인스턴스 메서드를 사용할 수 없다. 또한 객체 자신의 참조인 this 키워드도 사용이 불가능하다. 

정적 메서드에서 인스턴스 멤버를 사용하고 싶다면 객체를 먼저 생성하고 참조 변수로 접근해야 한다.

static void method3{
	ClassName obj = new ClassName();
    obj.field1 = 10;
    obj.method1();
}

public class StaticMember {
	//필드
	//인스턴스 필드 선언
	int instanceField;
	//정적 필드 선언
	static int staticField;
	
	//메서드
	//인스턴스 메서드 선언
	void instanceMethod(){
		//인스턴스 필드 호출
		this.instanceField=10;
		//정적 필드 호출
		staticField = 20;
	}
	//정적 메서드 선언
	static void staticMethod(){
		//정적 메서드에서 인스턴스 멤버를 사용하고 싶으면 객체를 먼저 생성하고 참조 변수로 접근해야 한다.
		StaticMember sm = new StaticMember();
	//인스턴스 필드 호출
	sm.instanceField = 30;
	//정적 필드 호출
	staticField = 40;
	}
}

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6.5.3 싱글톤(private) p. 279

전체 프로그램에서 단 하나의 객체만 만들도록 보장해야 하는 경우가 있다. 단 하나만 생성된다고 해서 이 객체를 싱글톤이라고 한다.
생성자를 호출한 만큼 객체가 생성되기 때문에, 싱글톤을 만들려면 클래스 외부에서 new 연산자로 생성자를 호출할 수 없도록 막아야 한다. 생성자 앞에 private 접근 제한자를 붙이고, 필드에 자기 자신의 객체를 static으로 선언하면 된다. 
- 외부에서 생성자 호출을 막기 위해 private를 붙인다.
(잘 사용은 안 한다.)

싱글톤을 만드는 코드이다.

public class 클래스{
//정적 필드
private static 클래스 singleton = new 클래스();

//생성자
private 클래스(){}

//정적 메서드
static 클래스 getInstance(){
	return singleton;
	}
}

외부에서 객체를 얻는 유일한 방법은 getInstance() 메서드를 호출하는 방법이다. 단 하나의 객체만 리턴하기 때문에 변수1과 변수2는 동일한 객체를 참조한다.

클래스 변수1 = 클래스.getInstance();
클래스 변수2 = 클래스.getInstance();

예제) 싱글톤

public class Singleton {
	private static Singleton singleton = new Singleton();
	//필드
	//생성자
	private Singleton() {}
	//메서드
	//	리턴 타입 메서드명 매개 변수
	//	int		add		(){}
	static Singleton getInstance() {
		return singleton;
	}
}

예제) 싱글톤 객체

public class SingletonExample {
	public static void main(String[] args) {
		
		/*같은 객체이므로 컴파일 에러*/
		/*Singleton obj1 = new Singleton();
		Singleton obj2 = new Singleton();*/
		
		Singleton obj1 = Singleton.getInstance();
		Singleton obj2 = Singleton.getInstance();
		
		if(obj1 == obj2) {
			System.out.println("같은 Singleton 객체입니다.");
		}else {
			System.out.println("다른 Singleton 객체입니다.");
		}
	}
}

결과)

같은 Singleton 객체입니다.

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6.5.4 final 필드와 상수 p. 281

변수
int a = 10;
a = 20;(o)

상수 //초기값이 저장되면 값을 변경할 수 없다. 
int a = 20;
a = 30;(x)

static	객체마다 가질 필요가 없는 공용으로 사용하는 필드 혹은 인스턴스 필드를 포함하지 않는 메서드 the value is the same for every instance of the class.
final	한 번 값이 정해지고 나면 값을 바꿀 수 없는 필드 once the variable is assigned a value it can never be changed.
static final	모든 영역에서 고정된 값으로 사용하는 상수

참고: https://gobae.tistory.com/3

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final 필드와 상수 1) final 필드

final 필드는 초기값이 저장되면 이것이 최종적인 값이 되어서 프로그램 실행 도중에 수정할 수 없다.

final 타입 필드 [= 초기값];

final 필드의 초기값을 줄 수 있는 방법

1) 필드 선언 시에 준다.
2) 생성자에서 준다. 
복잡한 초기화 코드가 필요하거나 객체 생성 시에 외부 데이터로 초기화 해야한다면 생성자에서 초기값을 지정한다.

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예제) final 필드 선언과 초기화

1) nation은 항상 고정된 값을 갖기 때문에 필드 선언 시 초기값으로 "Korea"를 주었다.
2) ssn은 Person 객체가 생성될 때마다 부여되므로 Person 클래스 설계 시 초기값을 미리 줄 수 없다. 그래서 생성자 매개값으로 ssn을 받아서 초기값으로 지정해주었다.

public class Person {
	final String nation = "Korea"; //상수
	final String ssn; //상수
	String name; //변수
	//생성자
	//클래스명(타입 매개변수명){}
	Person(String ssn, String name){
		this.ssn = ssn;
		this.name = name;
	}
}

예제) final 필드 테스트

변수: 하나의 값을 저장할 수 있는 메모리의 공간, 프로그램에 의해 수시로 값이 변동될 수 있다.
반면 상수는 값을 한 번 저장하면 변경할 수 없는 변수이다.

public class PersonExample {
	public static void main(String[] args) {
		Person p1 = new Person("123456-1234567", "홍길동");
		
		System.out.print(p1.nation);
		System.out.print(p1.ssn);
		System.out.print(p1.name);
		
		//p1.nation = "usa"; 상수는 지금처럼 외부에서 값을 변경할 수 없다.
		//p1.ssn = "654321-7654321"; 상수는 지금처럼 외부에서 값을 변경할 수 없다.
		p1.name = "홍삼원";
	}
}

결과)

Korea123456-1234567홍길동

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final 필드와 상수 2) 상수 (static final) p. 282

상수(static final): 불변의 값 ex) 원주율 파이, 지구의 무게 및 둘레 

상수(constant value)

자바에서 불변의 값을 저장하는 필드이다.
값을 한 번 저장하면 변경할 수 없는 변수.
모두 대문자로 작성하는 것이 관례이며, 서로 다른 단어가 혼합된 이름이라면 언더바(_)로 단어들을 연결해준다.
static final 키워드로 선언한다. 

final 필드는 객체마다 저장되고, 생성자의 매개값을 통해서 여러 가지 값을 가질 수 있기 때문에 상수가 될 수 없다.

상수는 static이면서 final이어야 한다. static final 필드는 객체마다 존재하지 않고 클래스에만 존재한다. 한 번 초기 값이 저장되면 변경할 수 없다.

생성자에서 초기화될 수 없다. 

static final 타입 상수 = 초기값;

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예제) 상수 선언

public class Earth {
	//원주율에 대한 값은 변하면 안 된다.(3.14159)
	//final double PI = 3.14159;
	//지구의 반지름에 대한 값은 변하면 안 된다. (6400)
	static final double EARTH_RADIUS = 6400;
	//지구의 표면적에 대한 값은 변하면 안 된다. (4 * 원주율 * 지구의 반지름 * 지구의 반지름)
	static final double EARTH_AREA = 4 * Math.PI * EARTH_RADIUS * EARTH_RADIUS;
	static final double EARTH_AREA2 = 4 * Math.PI * Math.pow(EARTH_RADIUS, 2);
}

예제) 상수 사용
Math.pow(밑, 지수)로도 사용 가능하다.

public class EarthExample {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("지구의 반지름: "+Earth.EARTH_RADIUS+" km");
		System.out.println("지구의 표면적: "+Earth.EARTH_AREA+" km^2");
		System.out.println("지구의 표면적: "+Earth.EARTH_AREA2+" km^2");
	}
}

결과)

지구의 반지름: 6400.0 km
지구의 표면적: 5.147185403641517E8 km^2
지구의 표면적: 5.147185403641517E8 km^2

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마무리
7가지 키워드로 끝내는 핵심 포인트 p. 284

1) 인스턴스(instance) 멤버: 인스턴스 멤버란 객체(인스턴스)를 생성한 후 사용할 수 있는 필드와 메서드를 말하는데, 이들은 각각 인스턴스 필드, 인스턴스 메서드라고 부릅니다.

2) this: 객체 내부에서도 인스턴스 멤버에 접근하기 위해 this를 사용할 수 있다.
ex) this.model은 자신이 가지고 있는 model 필드라는 뜻이다.
this는 주로 생성자와 메서드의 매개 변수 이름이 필드와 동일한 경우, 인스턴스 멤버인 필드임을 명시하고자 할 때 사용된다.

3) 정적 멤버: 클래스에 고정된 멤버로서 객체를 생성하지 않고 사용할 수 있는 필드와 메서드를 말한다. 
각각 정적 필드, 정적 메서드라고 부른다.
정적멤버는 객체가 아닌 클래스에 소속된 멤버이기 때문에 클래스 멤버라고도 한다. 

4) static: 정적 멤버를 선언할 때 사용하는 키워드이다.

5) 싱글톤(Singleton): 전체 프로그램에서 단 하나의 객체만 만들도록 보장해야 하는 경우가 있다. 단 하나만 생성된다고 해서 이 객체를 싱글톤이라고 한다.
생성자를 호출한 만큼 객체가 생성되기 때문에 클래스 외부에서 new 연산자로 생성자를 호출할 수 없도록 막아야 한다. 생성자 앞에 private 접근 제한자를 붙이고, 필드에 자기 자신의 객체를 static으로 선언하면 된다. 

6) final 필드: 초기값이 저장되면 이것이 최종적인 값이 되어서 프로그램 실행 도중에 수정할 수 없는 필드를 말한다.
final 필드는 final 키워드로 선언한다.

7) 상수: 수학에서 사용되는 원주율 파이나 지구의 무게 및 둘레 같은 불변의 값을 저장하는 필드를 자바에서는 상수(constance)라고 한다. 상수는 static final 키워드로 선언한다. 

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Q3) p. 285
ShopService 객체를 싱글톤으로 만들고 싶다. ShopServiceExample 클래스에서 ShopService의 getInstance() 메서드로 싱글톤을 얻을 수 있도록 ShopService 클래스를 작성해본다.

코드 1)

public class ShopService {
	private static ShopService singleton = new ShopService();
	//싱글톤이 되기 위한 작성
    //생성자의 접근제어자 private
	private ShopService() {}
	
	static ShopService getInstance() {
		return singleton;
	}
}

코드 2)

public class ShopServiceExample {
	public static void main(String[] args) {
		ShopService obj1 = ShopService.getInstance();
		ShopService obj2 = ShopService.getInstance();
		
		if (obj1 == obj2) {
			System.out.println("같은 ShopService 객체입니다.");
		}else {
			System.out.println("다른 ShopService 객체입니다.");
		}
	}
}

결과)

같은 ShopService 객체입니다.

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