4. 클래스와 객체

dev.jhjhj·2021년 8월 17일

Scala

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4.1 클래스, 필드, 메소드

class ChecksumAccumulator {
// 여기에서 클래스를 정의
// 멤버(member) : 클래스 내에 정의된 필드와 메소드
// 메소드는 def 로 정의하며 실행할 코드를 담는다.
    var sum = 0
}

// 클래스를 인스턴스화 할 때, 스칼라 런타임은 해당 객체의 상태 (각 변수들의 내용)을 담아둘 메모리를 확보

val acc = new ChecksumAccumulator
val csa = new ChecksumAccumulator

acc.sum = 3

메모리에서 각 객체의 모양은 다음과 비슷할 것이다.
ChecksumAccumulator 내에서 정의한 sum 이 var(mutable)이기 때문에, 나중에 다른 Int 값을 sum에 재할당 할 수 있다.
ex ) acc.sum = 3

acc가 val(immutable)임에도 불구하고, acc 가 참조하는 객체의 내부를 변경할 수 있다.
acc와 csa가 val(immutable)이기 때문에 다른 객체를 할당하지 못한다.

객체의 강건성

객체의 상태를 해당 인스턴스가 살아있는 동안 항상 바르게 유지하는 것

$ cassTest.scala
package com.ahnlab.scala
 
class classTest{
  private var sum = 0           // 비공개 필드(private) 으로, 외부에서 직접 접근할 수 없다. 클래스 내부의 함수에서만 접근이 가능하다.
 
  def add(b: Byte): Unit = {    // 클래스 내부의 함수에서 비공개 필드 상태를 변경
    sum += b
  }
  def checksum(): Int = {       // 비공개 필드를 return
    return (sum & 0xFF)
  }
}
-----------------------------------
$ test.scala
package com.ahnlab.scala
 
object test extends App{
  println("Hello, World!")
  val acc = new classTest
  val asc = new classTest
 
  acc.add(10)                   // 클래스 함수를 통해 sum 필드 변경
  println(acc.checksum())       // return 을 통해 sum을 확인할 수 있다.
 
}

스칼라는 멤버를 공개적(public)으로 선언하기 위해서는 접근 수식자를 정의하지 않는다. (Java의 public) 기본 접근 수준은 전체 공개이다.

스칼라 메소드의 파라미터 타입 (val)

class classTest{
  private var sum = 0          
  def add(b: Byte): Unit = {    # 파라미터 b 는 val로 기본으로 정의된다.
    b = 1  # 파라미터를 재정의하게 되면, 컴파일 에러가 발생.
    sum += b
  }

스칼라 권장 프로그래밍 스타일

스칼라는 명시적으로 return을 사용하지 않아도, 메소드의 가장 마지막 계산 값을 return 한다.
-> 메소드를 가장 작은 단위의 기능으로 설계하고, 각 기능들을 작게 나누어 프로그래밍 하는 것을 권장

4.2 세미콜론 추론

스칼라는 문장 끝에 세미콜론(;)을 생략할 수 있다.
한 줄에 여러 문장을 넣을려면 세미콜론으로 구분은 해줘야한다.

val s = "hello"
val a = "world"; println(a)

-------
x
+y
# 스칼라는 위 프로그래밍을 x와 +y로 파싱한다. 의도가 x + y라면, 아래와 같이 괄호로 감싸서 표현할 수 있다.
(x
+y)

# 아래와 같이 +를 줄의 끝에 넣어서 표현할 수 있다. (스칼라는 줄 끝에 연산자 배치하는 게 일반적인 코딩 스타일 이다.)
x +
y +
z

세미콜론 추론 규칙

다음 세가지의 경우가 아니라면, 세미콜론과 똑같이 취급한다.

어떤 줄의 끝이 어떤 명령을 끝낼 수 있는 단어로 끝나지 않는다. 즉 마침표(.)나 중위 연산자 등이 줄 의 맨 끝에 있다.
다음 줄의 맨 앞이 문장을 시작할 수 없는 단어로 시작한다.
줄이 (...) 같은 괄호 사이에 있거나, [...] 같은 각괄호 사이에서 끝난다. 어차피 이런 경우 내부에 여러 문장이 들어갈 수 없다.

4.3 싱글톤 객체

스칼라 클래스에는 java와 다르게 static 멤버가 없다. (정적 변수, 정적 메소드)

대신 싱글톤 객체(Singleton object)를 제공한다.
싱글톤 객체는 object 라는 키워드로 정의한다.

싱글톤 객체의 이름이 클래스와 같을 때, 그 객체는 클래스의 동반 객체이며, 클래스는 동반 클래스 이다.

다만 클래스와 동반 객체는 반드시 같은 소스 파일 내에 정의되어야 한다.

클래스와 동반 객체는 상대방의 비공개 멤버에 접근 가등


// 클래스 ChecksumAccumulator 정의
class ChecksumAccumulator{
  private var sum = 0
  def add(b: Byte) = sum += b
  def checksum(): Int = return (sum & 0xFF)
}


// 싱글톤 객체 ChecksumAccumulator 정의
object ChecksumAccumulator extends App{
  private val cache = mutable.Map.empty[String, Int]
  def calculate(s: String) : Int =
    if (cache.contains(s))
      cache(s)
    else {
      val acc = new ChecksumAccumulator    // 여기서의 ChecksumAccumulator 는 class이다. new는 클래스를 인스턴스화 할 때만 사용한다.
      for (c <- s)
        acc.add(c.toByte)
      val cs = acc.checksum()
      cache += (s -> cs)          // 한번 계산한 checksum을 캐싱하기 위한 변경 가능한 맵
      cs
    }
}

위와 같이 사용한 cache는 메모리를 희생시켜 계산 시간을 버는 것으로써 성능의 문제 가능성이 있다.(예제를 위한 예시일 뿐)
→ 일반적으로 메모리 문제를 해결할 수 있을 경우 캐시 사용을 권장하며, scala.collection, jcl, WeakHashMap 과 같은 weak map을 사용하는게 좋다.
싱글톤 객체의 메소드도 자바의 정적 메소드와 비슷한 방식으로 호출할 수 있다.
싱글톤 객체 이름 뒤에 점을 찍고 메소드 이름을 사용하여 호출 할 수 있다.
ChecksumAccumulator.calculate("test test")
싱글톤 객체는 1급 계층으로써 타입을 정의하지 않는다.(스칼라 수준의 추상화에서)
→ 객체 정의만 있다면, 해당 객체 타입의 객체를 만들 수 없다.(동반 클래스를 정의해야 한다.)
싱글톤 객체는 슈퍼클래스 확장(extend)하거나 트레이트를 믹스인(mix in)할 수 있다
클래스와 싱글톤 객체의 차이
→ 싱글톤 객체는 파라미터를 받을 수 없고 클래스는 받을 수 있다.
컴파일러는 싱글톤 객체를 합성한 클래스의 인스턴스로 구현하고, 이를 정적 변수가 참조
→ ChecksumAccumulator 싱글톤 객체를 위해 만들어낸 클래스의 이름은 ChecksumAccumulator$
동반 클래스가 없는 싱글톤 객체를 독립객체(독립 싱글톤객체) 라고 한다.

→ 필요한 도구메소드를 한곳에 모아둘 때 사용
→ 스칼라 애플리케이션의 진입점을 만들때 사용

4.4 스칼라 애플리케이션

스칼라 프로그램을 실행하려면 Array[String]을 유일한 인자로 받고 Unit 을 반환하는 main이라는 메소드가 들어 있는 독립 싱글톤 객체 이름을 알아야 한다.

// Summer 애플리케이션 정의


import ChecksumAccumulator.calculate	// ChecksumAccumulator 객체의 calculate 메소드를 임포트한다.

object Summer {
	// 애플리케이션의 시작점
	def main(args: Array[String]) = {
   	for (arg A- asgs)
       println(arg + ": " + calculate(arg))
   }
}

참고

스칼라는 항상 java.lang 과 scala 패키지의 멤버를 암시적으로 임포트한다. 또한 scala 패키지에 있는 Predef 라는 싱글톤 객체의 멤버도 항상 임포트한다.
(Predef.println, Predef.console, Predef.assert)

Summer 애플리케이션을 실행하려면 Summer.scala 파일로 저장
ChecksumAccumulator를 호출하므로, ChecksumAccumulator와 동반객체인 ChecksumAccumulator 를 함꼐 ChecksumAccumulator.scala 라는 파일에 저장

※ Scala는 자바처럼 공개클래스와 파일의 이름을 똑같이 않만들 수 있다. 하지만, 자바처럼, 클래스 이름과 파일 이름을 똑같이 만드는 것을 권고한다. (프로그래머의 작업 편의를 위해)

Summer.scala나 ChecksumAccumulator.scala는 스크립트가 아니기 때문에 해당 파일을 실행할 수 없다. 따라서 기본 스칼라 컴파일러인 scalac를 사용한다.

$ scalac ChecksumAccumulator.scala Summer.scala

※ 하지만, 컴파일 시간이 느리다. 매번 컴파일러를 시작할 때 마다 소스 코드를 처리하기도 전에 jar 파일의 내용을 검사, 다른 초기화 작업을 수행하느라...

그래서 fcs(Fast Scala Compiler) 라고 하는 스칼라 컴파일러 데몬을 사용할 수 있다. scalac나 fsc 나 둘 다 Java Class 파일이 생긴다.

Scala인터프리터는 Scala코드를 Java 바이트 코드로 컴파일한 다음, 그 바이트코드를 클래스 로더에 읽어서 실행하는 매커니즘을 사용

$ fsc ChecksumAccumulator.scala Summer.scala

이제 main 메소드가 있는 Summer 애플리케이션을 실행할 수 있다.

$ scala Summer of love

4.5 App 트레이트

스칼라는 scala.App 트레이트를 제공한다.

트레이트를 사용하기 위해서는 정의할 싱글톤 뒤에 extends App 이라고 선언한다.
main 메소드를 선언하는 대신, main 메소드에 넣고 싶은 코드를 extends App와 같이 선언된 싱글톤 객체에 정의하면 된다.

import ChecksumAccumulator.calculate

object FallWinterSpringSummer extends App {
	for (season <- List("fall", "winter", "spring")) pr ntln(season + " + calculate(season))
}