Java 캡슐화와 제어자

캡슐화

캡슐화는 일반적으로 변수와 클래스를 하나로 묶는 작업이다
또한 접근 제어자를 이용하여 외부로부터 데이터를 보호하고 내부적으로만 사용되는 부분을 감추기 위한 개념으로 은닉화라고도 한다

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

class Time {
	
	// 접근 제어자를 private로 하여 외부에서 직접 접근 방지
	private int hour;
	private int min;
	private int sec;

	// 간접 접근 허용
	public int getHour() {
		return hour;
	}

	public void setHour() {
		if (hour < 0 || hour > 23)
			return;
		this.hour = hour;
	}
}

private으로 캡슐화된 멤버는 직접 접근할 수 없으므로 간접 접근을 해야 하며 이 때 사용되는 함수가
getter, setter 함수이다
getter와 setter를 사용하면 재사용을 위한 캡슐화가 가능한 이점이 있다

getter

외부에서 객체의 데이터를 읽을 때 사용하는 메서드

• return 타입은 참조할 멤버변수의 자료형과 일치해야 한다
• 이름 앞에 get을 붙이고 반환받을 멤버변수의 이름 혹은 해당 변수를 직관적으로 표현하는 단어가 와야 한다

public int getHour() {}

setter

외부에서 메서드를 통해 데이터에 접근하도록 하는 메서드

• return 타입은 void 혹은 값의 설정 결과를 알려줄 수 있는 타입이어야 한다
• 매개변수는 수정할 멤버변수와 같은 타입이어야 한다
• 이름 앞에 set을 붙이고 수정할 멤버변수의 이름 혹은 해당 변수를 직관적으로 표현하는 단어가 와야 한다

public void setHour() {}

제어자

클래스와 클래스의 멤버에 부가적인 의미 부여

접근 제어자 : public, protected, (default), private
그 외 : static, final, abstract, native, transient, synchronized, volatile, strictfp

class ModifierTest {
	public static final int WIDTH = 200;
}

하나의 대상에 여러 제어자를 같이 사용가능 (접근 제어자는 하나만)

접근 제어자

접근 제어자는 클래스의 멤버(변수, 메서드)들의 접근 권한을 지정한다.

class A {
    public String y(){
        return "public void y()";
    }
    private String z(){
        return "public void z()";
    }
    public String x(){
        return z();
    }
}

public class AccessDemo1{
    public static void main(String[] args){
        A a = new A();
        System.out.println(a.y());
        System.out.println(a.z()); // 메서드 z에 접근 불가
        System.out.println(a.x());        
    }
}

접근 제어자의 접근 범위

접근 제어자	같은 클래스	같은 패키지	자식 클래스	그 외의 영역
public	O	O	O	O
protected	O	O	O	X
default	O	O	X	X
private	O	X	X	X

public

public class Everywhere {
    public String var = "누구든지 허용"; // public 필드
    public String getVar() { // public 메소드
        return this.var;
    }
}

public 접근 제어자는 프로그램 어디서나 직접 접근할 수 있다
또한 private 멤버와 프로그램에 접근할 수 있게 하는 역할을 수행한다

private

public class SameClass {
    private String var = "같은 클래스만 허용"; // private 필드
    private String getVar() { // private 메소드
        return this.var;
    }
}

private 접근 제어자를 사용하여 선언된 클래스 멤버는 외부에 공개되지 않으며 외부에서 접근할 수 없다
해당 객체의 public 메서드를 통해서만 접근할 수 있으며 클래스 내부의 세부적인 동작을 구현하는 데 사용한다

default

// 같은 패키지만 접근 허용
package test;

public class SamePackage {
    String sameVar = "같은 패키지는 허용"; // default 필드
}
// 같은 클래스도 접근 허용
package test;

public class SameClass {
    String var = "다른 패키지는 접근 불가"; // default 필드
    public static void main(String[] args) {
        SamePackage sp = new SamePackage();
        System.out.println(sp.sameVar); // 같은 패키지는 허용
    }
}

default 접근 제어자는 클래스, 클래스 멤버 접근 제어의 기본값으로 접근 제어자가 지정되지 않으면 자동적으로 설정된다
default 접근 제어를 가지는 멤버는 같은 클래스의 멤버와 같은 패키지에 속하는 멤버에서만 접근할 수 있다

protected

// 같은 패키지는 접근 허용
package test;

public class SameClass {
    protected String sameVar = "다른 패키지에 속하는 자식 클래스까지 허용"; // protected 필드
}
// 다른 패키지에 속하는 자식 클래스도 접근 허용
package test.other;

import test.SameClass; // test 패키지의 SameClass 클래스를 불러들여 포함시킴.

public class ChildClass extends SameClass {
    public static void main(String[] args) {
        SameClass = new SameClass();
        System.out.println(sp.sameVar); // 다른 패키지에 속하는 자식 클래스까지 허용
    }
}

protected 멤버는 부모 클래스에 대해서는 public 멤버, 외부에서는 private 멤버처럼 취급된다.
1. 이 멤버를 선언한 클래스의 멤버
2. 이 멤버를 선언한 클래스가 속한 패키지의 멤버
3. 이 멤버를 선언한 클래스를 상속받은 자식 클래스의 멤버

그 외 제어자

static

클래스의, 공통적인 의미를 갖는다

static 멤버변수

• 모든 인스턴스에 공통적으로 사용되는 클래스 변수가 된다
• 클래스 변수는 인스턴스를 생성하지 않고 사용 가능
• 클래스가 메모리에 로드될 때 생성

static 메서드

• 인스턴스를 생성하지 않고도 호출이 가능한 static 메서드가 된다
• static 메서드 내에서는 인스턴스 멤버들을 직접 사용할 수 없다

class StaticTest {

	// 클래스 변수
	static int width = 200;
	static int height = 100;
	
	// 클래스 초기화 블럭
	// static 변수의 복잡한 초기화 수행
	static {}

	// 클래스 메서드
	static int max(int a, int b) {
		return a > b ? a : b;
	}
}

final

변경될 수 없는 멤버를 만들 때 사용한다

final 클래스

• 변경될 수 없는 클래스, 확장될 수 없는 클래스가 된다
• final로 지정된 클래스는 다른 클래스의 조상이 될 수 없다

final 메서드

• 변경될 수 없는 메서드, 오버라이딩을 통해 재정의 될 수 없다

final 멤버변수, 지역변수

• 변수 앞에 final이 붙으면 값을 변경할 수 없는 상수가 된다

// 조상이 될 수 없는 클래스
class FinalTest {

	// 상수 멤버변수
	final int MAX_SIZE = 10;
    
	// 변경 불가능한 메서드 (오버라이딩 불가)
	final void getMaxSize() {
    
		// 상수 지역변수
		final int LV = MAX_SIZE;
	}
}

abstract

추상적인 의미를 가지는 제어자로 객체지향개념인 추상화를 활용할 때 사용한다

abstract 클래스

• 클래스 내에 추상 메서드가 선언되어 있음을 의미한다
• 추상 클래스를 상속받아서 완전한 클래스를 만든 후에 객체 생성 가능

abstract 메서드

• 선언부만 작성하고 구현부는 작성하지 않은 추상 메서드임을 알린다
• 추상 메서드는 미완성 메서드라고 하며 추상 클래스 또한 미완성 클래스라고 한다

// 추상 클래스 (추상 메서드를 포함한 클래스)
abstract class AbsractTest {
	
    // 추상 메서드 (구현부가 없는 메서드)
	abstract void move();
}

AbstractTest a = new AbstractTest(); // 에러, 추상 클래스의 인스턴스 생성 불가