💯 핵심 정리
중첩 클래스에는 네 가지가 있으며, 각각의 쓰임이 다르다.
메서드 밖에서도 사용해야 하거나 메서드 안에 정의하기엔 너무 길다면 멤버 클래스로 만든다.
멤버 클래스의 인스턴스 각각이 바깥 인스턴트를 참조한다면 비정적, 그렇지 않다면 static으로 만든다.
중첩 클래스가 한 메서드 안에서만 쓰이면서, 그 인스턴스 생성 지점이 단 한 곳이고, 해당 타입으로 쓰기에 적합한 클래스나 인터페이스가 이미 있다면 익명 클래스로 만들고, 아니면 지역 클래스로 만들어라.
📌 중첩 클래스(nested class)란?
다른 클래스 안에 정의된 클래스로써 자신을 감싼 바깥 클래스에서만 쓰여야 한다.
- static 멤버 클래스
- non-static 멤버 클래스
- 익명 클래스
- 지역 클래스
중첩 클래스를 사용하는 이유는 아래 블로그에 정리가 엄청 잘 되어 있다.
☕ 내부 클래스(Inner Class) 장점 & 종류 총정리
내부 클래스 (Inner Class) 내부 클래스(inner class)란 하나의 클래스 내부에 선언된 또 다른 클래스를 의미한다. 보통 사용자 클래스 자료형이 필요하면, 메인 클래스 외부에 선언하거나, 따로 독립적
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간략하게 적어 보자면 두 클래스 A, B가 긴밀한 관계를 가지고 있고 B클래스가 A 클래스 내에서만 사용된다면,
B 클래스를 A 클래스 안에 넣어버리는 것이 논리적 이해 편의성 증가, 패키지 간소화, 더욱 타이트한 캡슐화 등의 이점을 취할 수 있다.
📌 정적 멤버 클래스
정적 멤버 클래스는 바깥 클래스의 private 멤버에도 접근할 수 있다는 점을 제외하고 일반 클래스와 쓰임새가 동일하다.
개념상 중첩 클래스의 인스턴스가 바깥 인스턴스와 독립적으로 존재할 수 있다면 static 멤버 클래스로 만들어야 한다.
public class Foo {
private String example;
static class Bar {
void hello() {
Foo foo = new Foo();
foo.example = "hello";
System.out.println(foo.name); // hello
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Foo.Bar bar = new Bar();
bar.hello();
}
}public class Calculator {
// enum type도 static이다.
public enum Operation {
PLUS, MINUS, MULTIPLE, SUBTRACT
}
}
📌 비정적 멤버 클래스
언뜻 보기에는 단순히 static이 붙어 있고 없고의 차이에 불과하다.
하지만 의미상으로 비정적 멤버 클래스는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적으로 연결된다.
- 정규화된 this(클래스명.this)를 사용해 바깥 인스턴스의 메서드를 호출하거나 참조를 가져올 수 있다.
- 비정적 멤버 클래스와 바깥 인스턴스 사이 관계는 멤버 클래스가 인스턴스화될 때 확립되며, 더이상 변경 불가능하다.
- 어댑터를 정의하는데 자주 쓰인다.
- 어떤 클래스의 인스턴스를 감싸 마치 다른 클래스의 인스턴스처럼 보이게 하는 View로 사용한다.
- Map 인터페이스 구현체는 아래와 같이 (keySet, entrySet, value 메서드가 반환하는) 자신의 컬렉션 뷰를 구현할 때 비정적 멤버 클래스를 사용한다.
- 비슷하게 Set, List 같은 다른 컬렉션 인터페이스 구현체들도 자신의 반복자를 구현할 때 비정적 멤버 클래스를 주로 사용한다.
1️⃣ HashMap의 KeySet 비정적 멤버 클래스
public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
...
public Set<K> keySet() {
Set<K> ks = keySet;
if (ks == null) {
ks = new KeySet();
keySet = ks;
}
return ks;
}
final class KeySet extends AbstractSet<K> {
public final int size() { return size; }
public final void clear() { HashMap.this.clear(); }
public final Iterator<K> iterator() { return new KeyIterator(); }
public final boolean contains(Object o) { return containsKey(o); }
public final boolean remove(Object key) {
return removeNode(hash(key), key, null, false, true) != null;
}
public final Spliterator<K> spliterator() {
return new KeySpliterator<>(HashMap.this, 0, -1, 0, 0);
}
public final void forEach(Consumer<? super K> action) {
Node<K,V>[] tab;
if (action == null)
throw new NullPointerException();
if (size > 0 && (tab = table) != null) {
int mc = modCount;
for (Node<K,V> e : tab) {
for (; e != null; e = e.next)
action.accept(e.key);
}
if (modCount != mc)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
}
}2️⃣ LinkedList의 Iterator 비정적 멤버 클래스 구현
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
...
public ListIterator<E> listIterator(int index) {
checkPositionIndex(index);
return new ListItr(index);
}
private class ListItr implements ListIterator<E> {
private Node<E> lastReturned;
private Node<E> next;
private int nextIndex;
private int expectedModCount = modCount;
...
}
}3️⃣ 공부용으로 작성한 코드
public class Foo {
private String str;
public Foo(String str) { this.str = str; }
public String getName() {
Bar bar = new Bar("bar : ");
return bar.getNameWithFoo();
}
private class Bar {
private final String bar_name;
public Bar(String bar_name) { this.bar_name = bar_name; }
public String getNameWithFoo() {
return bar_name + Foo.this.str;
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Foo.Bar bar = new Bar();
bar.hello();
}
}public class Main {
public static void main(String[] args) {
Foo foo = new Foo("hello");
System.out.println(foo.getName());
}
}
✒️ 멤버 클래스에서 바깥 인스턴스에 접근할 일이 없다면 무조건 static을 붙여서 정적 멤버 클래스로 만들어라
static을 생략하여 비정적 멤버 클래스로 생성하면 바깥 인스턴스로의 숨은 외부 참조를 가지게 된다.
이런 숨은 외부 참조는 추가적인 시간과 메모리 공간 소비 측면 뿐 아니라, 가비지 컬렉션이 바깥 클래스의 인스턴스를 수거하지 못하는 메모리 누수가 발생할 수 있다.
참조가 눈에 보이지 않아 문제의 원인을 찾기 어려워 심각한 시스템 오류가 발생할 수도 있다.
✒️ private 정적 멤버 클래스는 바깥 클래스가 표현하는 객체의 한 부분(구성요소)를 나타낼 때 쓰인다.
key-value를 매칭시키는 Map 인스턴스에서 key-value 쌍을 나타내는 엔트리(Entry)는 Map과 연관이 있지만 엔트리의 메서드(getKey, getValue, setValue)는 맵을 직접 사용하지 않는다.
따라서, 엔트리를 비정적 멤버 클래스로 표현하는 것은 낭비이므로 private 정적 멤버 클래스가 가장 알맞는다.
엔트리를 선언할 때 실수로 static을 빠트려도 맵은 여전히 작동하겠지만, 모든 엔트리가 바깥 맵으로의 참조를 갖게 되어 공간과 시간을 낭비할 것이다.
📌 익명 클래스
- 익명 클래스는 이름이 없다. (익명이니까!) - 이거 왜이렇게 웃기지 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
- 익명 클래스는 바깥 클래스의 멤버도 아니다.
- 멤버와 달리 쓰이는 시점에 선언과 동시에 인스턴스가 만들어진다.
- 정적 문맥에서라도 상수, 변수 이외의 정적 멤버는 가질 수 없다. 즉, 상수 표현을 위해 초기화된 final 기본 타입과 문자열 필드만 가질 수 있다.
- 이전에는 즉석에서 작은 함수 객체나 처리 객체를 만드는 데 사용했지만 람다가 대체했다.
- 정적 팩터리 메서드 구현할 때 사용한다. (Item 20의 intArrayAsList 참조)
- 제약 사항
- 선언한 지점에서만 인스턴스 생성 가능하고, 이름이 없어서 instanceof 같은 검사 수행 불가능
- 익명 클래스를 사용하는 클라이언트는 그 익명 클래스가 상위 타입에서 상속한 멤버 외에는 호출 불가
- 여러 인터페이스 구현 불가, 인터페이스 구현하는 동시에 다른 클래스 상속도 불가
- 표현식 중간에 등장하므로 (10줄 이하로) 짧지 않으면 가독성이 떨어진다.
// 예전에 사용하던 익명 클래스 예시
List<Integer> list = Arrays.asList(10, 5, 6, 7, 1, 3, 4);
Collections.sort(list, new Comparator<Integer>() {
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
return Integer.compare(o1, o2);
}
});
System.out.println(list);
// 람다 대체
Collections.sort(list, (o1, o2) -> Integer.compare(o1, o2));
// 혹은
Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(o -> o));
📌 지역 클래스
- 가장 드물게 사용됨.
- 지역 변수를 선언할 수 있는 곳이면 실질적으로 어디서든 선언 가능하고, 유효 범위도 지역변수와 동일
- 멤버 클래스처럼 이름이 있고 반복 사용 가능
- 익명 클래스처럼 비정적 문맥에서 사용될 때만 바깥 인스턴스 참조가 가능하며, 정적 멤버는 가질수 없다.
- 가독성을 위해 짧게 써야 한다.
public class TestThread {
public static void main(String[] args) {
Thread goodNightThread = new Thread(() -> {
try {
for (int i = 0; i <10; i++){
Thread.sleep(1000);
System.out.println("양 " + i + "마리...");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
goodNightThread.start();
}
}