String 클래스, Static

String 클래스

String : 문자들의 집합(문자열)을 표현하는 클래스이다.
String str = "Hello"; 형식으로 생성되며, 문자열 리터럴을 직접 사용할 수 있는 특별한 클래스이다.

📘 주요 특징

1. 불변성(Immutable)

한 번 생성된 String 객체의 내용은 변경할 수 없다.

String str = "Hello";
str = str + " World";  // 기존 "Hello"는 버려지고 새로운 "Hello World" 객체가 생성됨

2. 리터럴 풀(String Constant Pool) 사용

문자열 리터럴은 JVM이 메모리 절약을 위해 풀(pool)에서 관리한다.
같은 문자열을 여러 번 생성해도 동일한 인스턴스를 공유한다.

String a = "Hello";
String b = "Hello";
System.out.println(a == b);  // true (주소 비교, 동일 객체)

3. 문자열 생성

String s1 = "hello";                 // 리터럴 방식 (문자열 풀에 저장)
String s2 = new String("hello");     // 명시적 생성 (heap에 새 객체)

문자열 "hello"는 "상수 풀(String Constant Pool)" 에 저장된다.
상수 풀은 힙 메모리 영역 내에 존재하지만 일반 객체처럼 관리되지 않는다.

"hello" 리터럴은 상수 풀에 존재하고,
new String("hello")는 힙 영역에 별도로 새 객체를 생성한다.

s1 == s2 → false (주소 다름), s1.equals(s2) → true (내용 같음)

4. 상수 풀(Constant Pool)

메모리를 절약하고 성능을 향상시키기 위해 만들어진 특수한 저장 공간.
문자열뿐만 아니라 다른 종류의 상수와 참조 정보도 저장된다.

• 문자열 리터럴 (String Literals): 문자열 리터럴은 자동으로 상수 풀에 저장되며, 동일한 문자열은 공유됨

• 기본형 상수 (정수, 실수, 문자, boolean 등): final로 선언된 기본형 상수값들은 컴파일 시 상수 풀에 저장된다.

• 클래스, 메서드, 필드 이름 등 (바이트코드 수준에서): 컴파일된 .class 파일 안에는 java/lang/System, out, println, "Hello" 같은 문자열이나 심볼이 상수 풀 테이블(Constant Pool Table)에 저장되어 있음

🔧 주요 메서드

메서드	설명
length()	문자열 길이 반환
charAt(int index)	특정 위치의 문자 반환
substring(int beginIndex, int endIndex)	문자열 일부 추출
equals(String another)	내용이 같은지 비교 (==는 주소 비교)
equalsIgnoreCase(String another)	대소문자 구분 없이 비교
indexOf(String str)	특정 문자열의 위치 반환
contains(CharSequence s)	문자열 포함 여부
toUpperCase(), toLowerCase()	대소/소문자로 변환
trim()	앞뒤 공백 제거
replace(String old, String new)	문자열 치환
split(String regex)	구분자 기준으로 문자열 분리
valueOf(int i)	다른 타입을 문자열로 변환

📌 static

static은 "정적(static)" 이라는 의미로, 클래스에 속한 구성요소를 정의할 때 사용된다.
인스턴스를 생성하지 않아도 클래스 이름으로 직접 접근할 수 있다.
클래스 로딩 시 메모리에 단 한 번만 생성되며 공유된다.

📘 static 변수(정적 변수)

클래스에 딱 하나만 존재하며 모든 객체가 공유하는 변수.

package lesson04;

class Ex08_Car{
    static int count =0;
    public Ex08_Car(){
        count++;
    }
}

public class Ex08_Main {
    public static void main(String[] args) {
        new Ex08_Car();
        new Ex08_Car();
        new Ex08_Car();
        System.out.println("총 생성된 자동차 수: "+Ex08_Car.count);
    }
}

총 생성된 자동차 수: 3

🛠 static 메서드 (정적 메서드)

객체 없이 호출 가능

package lesson04;

class Calculator{
    public static int add(int a, int b){
        return a + b;
    }
}

public class Ex09_Main {
    public static void main(String[] args) {
        int result = Calculator.add(5,3);
        System.out.println("결과: " + result);
    }
}

결과: 8

🔄 static 초기화 블록

클래스가 처음 로딩될 때 한 번만 실행된다.

class Config {
    static int maxUsers;

    static {
        // 복잡한 초기화 코드
        maxUsers = 100;
        System.out.println("Config 클래스가 로딩되면서 초기화됨!");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("최대 사용자 수: " + Config.maxUsers);
    }
}

class ServerConfig {
    static int port;
    static String mode;

    static {
        System.out.println("static initializer 실행됨");
        port = 8080;
        mode = "production";
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("포트: " + ServerConfig.port);
        System.out.println("모드: " + ServerConfig.mode);
    }
}

🧩 static import

static import를 사용하면 클래스명을 생략하고 static 멤버를 직접 쓸 수 있다.

package lesson04;
import org.w3c.dom.ls.LSOutput;

import static java.lang.Math.*;

public class Ex11_Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(sqrt(16));
        System.out.println(pow(2, 3));
    }
}

4.0
8.0

✅ static 사용의 장점

장점	설명
메모리 절약	한 번만 생성되므로 메모리 사용량 감소
접근 편의	객체 생성 없이 클래스 이름으로 직접 접근
공유 용이	여러 객체가 같은 값을 공유할 때 유용

📘 싱글톤 패턴

정의: 클래스의 인스턴스를 하나만 만들고, 어디서든 그 인스턴스에 접근할 수 있도록 하는 디자인 패턴

목적: 전역적으로 하나의 객체만 존재하도록 하여 메모리 낭비를 막고, 일관된 접근 방식을 제공

📌 주요 구성 요소

private 생성자 – 외부에서 객체 생성을 막음
private static 인스턴스 변수 – 클래스 내부에 유일한 인스턴스 보관
public static 메서드 (getInstance()) – 유일한 인스턴스를 외부에 제공

package lesson04;

class Singleton {
    private static final Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton(){
        System.out.println("싱글톤 객체 생성됨");
    }

    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }

    public void printMessage(){
        System.out.println("싱글톤 패턴으로 실행 중입니다.");
    }
}

public class Ex12_Main {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        Singleton s2 = Singleton.getInstance();
        s1.printMessage();
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}

싱글톤 객체 생성됨
싱글톤 패턴으로 실행 중입니다.
true

---

디자인 패턴

• 자주 반복되는 문제 해결 방법을 재사용 가능한 코드 형태로 정리해 놓은 설계
• 객체지향 원칙을 기반으로 설계

사용이유

• 유지보수가 쉬운 코드를 만들기 위해
• 재사용 가능하고 확장성 있는 구조를 만들기 위해
• 여러 개발자가 협업하 때 일관성 있는 코드 설계를 위해

디자인 패턴 3가지

• 생성 패턴 : 객체 생성 방식에 관련된 패턴
• 구조 패턴 : 클래스나 객체를 조합하여 더 큰 구조를 만드는 패턴
• 행위 패턴 : 객체들 간의 책임 분배와 메시지 교환 방식을 정의하는 패턴

GoF 디자인 패턴

싱글톤 패턴 - 생성 패턴 중 하나