[JAVA] 중첩 클래스

dooboocookie·2023년 4월 14일

이펙티브 자바, 아이템 24 - 멤버 클래스는 되도록 static으로 만들라

중첩 클래스

클래스 안에 정의하는 클래스
중첩 클래스가 있는 클래스에서 감싸고 있는 바깥쪽 클래스를 Outer 클래스, 안쪽 클래스를 Inner 클래스라 한다.
Inner 클래스는 Outer 클래스에서만 사용되어야 한다.

중첩 클래스의 종류와 쓰임

정적 멤버 클래스

클래스 내부에 변수, 메서드 처럼 멤버로서 static 클래스를 선언하는 것이다.

public class Outer {

    private final int data;

    public Outer(final int data) {
        this.data = data;
    }

    public static class PublicStaticInner {
        public void run() {
            System.out.println(this);
            System.out.println(CONST); // 접근 가능
            System.out.println(data); // 컴파일 에러
        }
    }

    private static class PrivateStaticInner {
        public void run() {
            System.out.println(this);
            System.out.println(CONST); // 접근 가능
            System.out.println(Outer.this.data); // 컴파일 에러
        }
    }
}

Inner 클래스가 static이 때문에 선언되는 시점에서 Outer 클래스의 static 멤버에만 접근할 수 있다

@Test
void test() {
	
    new Outer.PublicStaticInner();
    
    Outer outer = new Outer(10);
	outer.new PublicStaticInner(); // 컴파일 에러
}

Outer 클래스의 인스턴스가 없이도 Inner 클래스의 인스턴스를 생성할 수 있다.
Outer 클래스가 인스턴스로는 Inner 클래스는 생성할 수 없다.

private static 멤버 클래스

Inner 클래스가 Outer 클래스의 객체 한 부분을 나타낼 때 사용

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
	// ...
    static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;
        final K key;
        V value;
        Node<K,V> next;
        //...
    }
    // ...
}

HashMap의 Node의 관계
Node들은 HashMap에 연관되어 있지만, Node들에서는 HashMap의 인스턴스 상태들에 접근할 수 없다.

비정적 멤버 클래스

클래스 내부의 변수, 메서드처럼 멤버로서 클래스를 선언하고, static은 선언하지 않는다.

public class Outer {
    private final static int CONST = 10;

    private final int data;

    public Outer(final int data) {
        this.data = data;
    }
    
    public class PublicInner {
        public void run() {
            System.out.println(this);
            System.out.println(CONST);
            System.out.println(data);
        }
    }

    private class PrivateInner {
        public void run() {
            System.out.println(this);
            System.out.println(CONST);
            System.out.println(data);
        }
    }
}

Inner 클래스에서 Outer 클래스의 인스턴스 멤버에 대해서 접근할 수 있다.

    @Test
    void test() {
        Outer outer = new Outer(10);
        outer.new PublicInner();
        new Outer.PublicInner().; // 컴파일 에러
    }

Outer 클래스의 인스턴스가 없이는 Inner 클래스의 인스턴스를 생성할 수 없다.
- 이 경우, Inner 클래스의 인스턴스는 Outer 클래스의 인스턴스와 묵시적으로 연결되게 된다는 것이다.
Outer 클래스의 인스턴스.new InnerCalss()를 사용하여 직접 인스턴스를 생성하던가,

public class Outer {
    // ...
    public void userInnerClass() {
        PrivateInner privateInner = new PrivateInner();
        privateInner.run();
    }
    // ...
}

Outer의 인스턴스 메서드 내부에서 생성하는 형식으로 Inner 클래스의 인스턴스를 만들 수 있다.
이 경우, Inner 클래스의 인스턴스와 Outer 클래스의 인스턴스의 관계는 Inner 클래스가 인스턴스화 될 때 확립되고 이를 추후에 변경할 수 없다.

정적 vs 비정적

비정적의 단점

관계 정보는 Inner 클래스 인스턴스 내부에 저장이 되기 때문에 메모리 공간도 더 차지하고
Inner 클래스 인스턴스 생성 시간도 오래 걸린다.
Inner 클래스 인스턴스 내부에 Outer 클래스 인스턴스의 참조가 있다
- (참조가 눈에 보이지 않음)
- ➡️ GC가 Outer 클래스의 인스턴스를 회수하지 못할 수 있다.
- ➡️ 의도치 않은 메모리 누수가 발생할 수 있다.

되도록이면 멤버 클래스에서는 static을 사용하자

비정적 멤버 클래스는 어탭터를 정의할 때 사용

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {
	// ...
    final class KeySet extends AbstractSet<K> {
    	// ...
    }
	// ...
    final class Values extends AbstractCollection<V> {
    	// ...
    }
    // ...
    final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K, V>> {
    	// ...
    }
    // ...
}

Outer 클래스의 인스턴스를 감싸 다른 클래스의 인스턴스 처럼 보이게 하는 뷰의 용도로 사용
HashMap을 감싸 KeySet, Values, EntrySet 처럼 보이게 하는 뷰 용도로 사용

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
	// ...
    private class Itr implements Iterator<E> {
		// ...
    }
	// ...
}

그외 중첩 클래스

익명 클래스

Outer 클래스의 멤버가 아님
사용되는 시점에서 선언과 인스턴스 생성을 한다.
제약 사항
- static한 문맥에서
  - Outer 클래스의 인스턴스를 참조할 수 없다.
  - 상수(static final) 외의 static 멤버를 가질 수 없다.
- 클래스 이름이 없기 때문에, instanceof 사용 불가
- 인터페이스 다중 구현 불가능
- 인터페이스 구현하면서 다른 클래스 상속 불가능
- 선언부와 사용하는 부분이 같이 있기 때문에 짧아야 가독성이 올라간다.
한번만 사용되고 작은 처리에 대해서 사용
람다로 대체하는 것을 고려해보자.