세미나 발표자료_2021.06.17 (Day3)

seungwon·2021년 6월 17일

Java

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📃 목차

참조형 변수
this(생성자, reference)
static(변수, 클래스 변수, 클래스 메소드)
싱글톤패턴
객체 간 협력

📌 참조형 변수

데이터 타입

기본 타입(primitive type) : 8개
boolean, char, byte, short, int, long, float, double

타입 명세가 암시적으로 존재 (코드상에 있지 않음)

타입 명세 : 데이터 타입을 만드는 행위
기본타입의 크기가 정해져 있음 (cpu나 운영체제에 따라 변하지 않음)
unsigned 타입 존재하지 않음

레퍼런스 타입 (reference type) : 1개
Array(배열), enum, Class, String, Interface

기본타입이 아니다 = 레퍼런스 타입이다
타입 명세가 명시적으로 있음
참조값을 갖고 heap에 할당된다.

JVM에서 처리하는 boolean 의 실제 크기는 명세에 정해져 있지 않아서 가상머신에 따라 다를 수 있지만 java에서는 포인터가 없어 상관없음.
C/C++ 에서는 int의 크기가 컴퓨터 종류에 따라 다르다
(32비트 컴퓨터 - 4byte / 64비트 컴퓨터 -8byte)
<-> JVM에서 처리하기 때문에 java에서는 int의 크기 일정

✔️ 배열

인덱스와 인덱스에 대응하는 데이터들로 이루어진 자료 구조

C랑 달리 배열의 시작주소를 가리키는 것은 아님
배열을 만들면 객체가 만들어지고 그 안에 배열이 존재
객체 : 메모리에 존재 = run time에 존재, heap에 생성됨(heap에 있는 변수는 0으로 초기화 됨)
배열 선언 / 생성

선언

// (1) 
int arr[];

// (2)
int[] array;

생성

//(1)
arr = new int[10]; // new : 연산자

//(2)
char charArr[] = new char[20];

배열의 크기 : length 필드

int arr[];
arr = new int[5];

int size = arr.length; //출력값 : 5

2차원 배열
비정방형 배열(ragged array)
메소드에서 배열 리턴 : 리턴 타입에 배열의 크기를 지정하지는 않음

int[] testArray(){
	...
 }

✔️ Enum

열거체(enumerationtype)
java.lang.Enum 클래스

정의

enum 열거체이름 { 상수1이름, 상수2이름, ... }

ex)

enum Rainbow { RED, ORANGE, YELLOW, GREEN, BLUE, INDIGO, VIOLET }
..

System.out.println(Rainbow.RED); // 0

불규칙한 특정 값 저장

enum Rainbow {
    RED(3), ORANGE(10), YELLOW(21), GREEN(5), BLUE(1), INDIGO(-1), VIOLET(-11);
 
    private final int value; //필수
    Rainbow(int value) { this.value = value; }//필수
    public int getValue() { return value; }
}

참고사이트_TCPschool

✔️ String

java.lang.String 클래스

다양한 메소드 : TCPschool , 공식문서 참고

String str = new String("Java");
System.out.println("원본 문자열 : " + str);

for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
    System.out.print(str.charAt(i) + " ");
}
System.out.println("\ncharAt() 메소드 호출 후 원본 문자열 : " + str);

💻 원본 문자열 : Java
J a v a 
charAt() 메소드 호출 후 원본 문자열 : Java

📌 This

✍🏻 this의 필요성

객체의 멤버 변수와 메소드 변수의 이름이 같은 경우
다른 메소드 호출 시 객체 자신의 레퍼런스를 전달할 때
메소드가 객체 자신의 레퍼런스를 반환할 때

`this` 레퍼런스

객체 자신에 대한 레퍼런스

컴파일러에 의해 자동 관리, 개발자는 사용하기만 하면 됨
this.멤버 형태로 멤버 사용

`this()` 로 다른 생성자 호출

클래스 내의 다른 생성자 호출
생성자 내에서만 사용 가능
반드시 생성자 코드의 제일 처음에 수행

<public class Book {
	String title;	
	String author;
    
	void show() { 
		System.out.println(title + " " + author); 
	}
	public Book() {
		this("", ""); // ☑️
		System.out.println("생성자 호출됨"); 
	}
	public Book(String title) { 
		this(title, "작자미상"); // ☑️ Book(title," ") 불가능
	}
	public Book(String title, String author) {
		this.title = title; 
		this.author = author; 
	}
	
	public static void main(String [] args) {
		Book littlePrince = new Book("어린왕자", "생텍쥐페리");
		Book loveStory = new Book("춘향전");
		Book emptyBook = new Book();
		loveStory.show();
	} 
}

생성자 호출됨
춘향전 작자미상

📌 static

static의 활용

~~전역 변수 / 전역 함수를 만들 때~~
공유 멤버를 작성할 때

static 멤버, non-static instance 멤버

클래스가 로딩된다 = 코드를 코드영역에 올림
-> static 멤버만 생김(data 영역에 생김)

static 멤버를 객체의 멤버로 접근하는 사례

static 멤버를 클래스 이름으로 접근하는 사례

(1)

(2)

class Calc { //☑️
	public static int abs(int a) { 
		return a>0?a:-a; 
	}
	public static int max(int a, int b) { 
		return (a>b)?a:b; 
	} 
	public static int min(int a, int b) { 
		return (a>b)?b:a; 
	}
}
public class CalcEx {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(Calc.abs(-5)); //☑️
		System.out.println(Calc.max(10, 8)); 
		System.out.println(Calc.min(-3, -8));
	} 
}

static 메소드

static 메소드는 ~~non-static~~instance 멤버(메소드,필드)에 접근할 수 없음
∵ 객체가 생성되지 않은 상황에서도 static 메소드는 실행될 수 있기 때문에
반대로, ~~non-static~~instance 메소드는 static 멤버 사용 가능

class StaticMethod{
// instance 멤버
	int n;
	void f1(int x) { 
		n=x; //⭕️
	}
	void f2(int x){
		m=x; //⭕️
	}
    
// static 멤버
	static int m;
	static void s1(int x){
		n=x; 
        	//❌ 컴파일 오류. static 메소드는 instance 필드 사용불가
	}
	static void s2(int x){
		f1(3);
        	//❌ 컴파일 오류. static 메소드는 instance 메소드 사용불가
	}
	static void s3(int x){
		m = x; //⭕️
	}
	static void s4(int x){
		s3(3); //⭕️
	}
}

this 사용 불가
static 메소드는 객체가 생성되지 않은 상황에서도 호출이 가능하므로, 현재 객체를 가리키는 this 레퍼런스 사용할 수 없음

class StaticAndThis{
	int n;
    static int m;
    void f1(int x){
    	this.n = x;
    ]
    void f2(int x){
    	this.m = x; //⭕️
	}
    
    static void s1(int x){
    	this.n = x;//❌ 컴파일 오류. static 메소드는 this 사용불가
	}
    static void s2(int x){
    	this.m = x;//❌ 컴파일 오류. static 메소드는 this 사용불가
    }
}

static 메소드 예시

class CurrencyConverter {
	private static double rate; // 한국 원화에 대한 환율 
	public static double toDollar(double won) {
		return won/rate; // 한국 원화를 달러로 변환 
	}
	public static double toKWR(double dollar) {
		return dollar * rate; // 달러를 한국 원화로 변환 
	}
	public static void setRate(double r) {
		rate = r; // 환율 설정. KWR/$1 
	}
}
public class StaticMember {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		System.out.print("환율(1달러)>> ");
		double rate = scanner.nextDouble();
		CurrencyConverter.setRate(rate); //☑️ 
		System.out.println
        ("백만원은 $" + CurrencyConverter.toDollar(1000000) +"입니다."); 
        //☑️
		System.out.println
        ("$100는 " + CurrencyConverter.toKWR(100) + "원입니다."); 
        //☑️
		scanner.close();
	} 
}

📌 싱글톤패턴(Singleton pattern)

디자인 패턴의 종류 중 하나, 설계 단계에 해당
기획 -> 분석 -> 설계 -> 구현 -> 테스트 -> 유지보수

디자인 패턴

소프트웨어 설계시 자주 나타나는 문제를 해결하기 위해 활용하는 설계 구조
설계상의 구조적인 문제를 해결하는데 도움을 준다

생성 패턴 : 인스턴스의 생성에 관여된 패턴, 클래스의 정의와 객체생성 방식을 구조화 하고 캡슐화와 관련된 패턴
특정 객체가 생성되거나 변경되어도 프로그램 구조에 영향을 크게 받지 않도록 유연성을 제공
- 팩토리 메소드(Factory Methods) 패턴
- 추상 팩토리(Abstract Factory) 패턴
- 싱글톤(Singleton) 패턴
- 빌더(Builder) 패턴
- 프로토타입(Prototype) 패턴
행위 패턴 : 클래스나 객체들이 상호작용하는 방법과 역할 분담을 다루는 패턴
한 객체가 혼자 수행할 수 없는 작업을 여러 개의 객체로 어떻게 분배하는지 + 객체 사이의 결합도를 최소화
- 책임 연쇄(Chain of Responsibility) 패턴
- 커맨드(Command) 패턴
- 인터프리터(Interpreter) 패턴
- 이터레이터(Iterator) 패턴
- 미디에이터(Mediator) 패턴
- 메멘토(Memento) 패턴
- 옵서버(Observer) 패턴
- 스테이트(State) 패턴
- 스트래티지(Strategy) 패턴
- 템플릿 메서드(Template Method) 패턴
- 비지터(Visitor) 패턴
구조 패턴 : 더 큰 구조의 형성을 목적으로 클래스나 객체의 조합을 다루는 패턴
서로 다른 인터페이스를 지닌 2개의 객체를 묶어 단일 인터페이스를 제공하거나 객체들을 서로 묶어 새로운 기능을 제공하는 패턴
- 어댑터(Adapter) 패턴
- 브리지(Bridge) 패턴
- 컴퍼지트(Composite) 패턴
- 데커레이터(Decorator) 패턴
- 퍼사드(facade) 패턴
- 플라이웨이트(Flyweight) 패턴
- 프록시(Proxy) 패턴

싱글톤(Singleton) 패턴

생성자가 여러차례에 걸쳐 호출 되더라도 실제로 생성되는 객체는 하나이고 최초 생성 이후에 호출된 생성자는 최초의 생성자가 생성한 객체를 반환하도록 하는 디자인 패턴

구현하는 방식은 여러가지가 있다

ex. 객체를 미리 생성해두고 가져오는 가장 단순하고 안전한 방법

public class Singleton {

    private static Singleton instance = new Singleton();
    
    private Singleton() {
        // 생성자는 외부에서 호출못하게 private 으로 지정해야 한다.
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }

    public void say() {
        System.out.println("hi, there");
    }
}

싱글톤 패턴을 사용하는 이유
1. 메모리
한번의 new 연산자를 통해서 고정된 메모리 영역을 사용하기 때문에 추후 해당 객체에 접근할 때 메모리 낭비를 방지할 수 있다. 뿐만 아니라 이미 생성된 인스턴스를 활용하니 속도 측면에서도 이점이 있다고 볼 수 있다.
메모리는 크게 고려치 않고 코딩한다. 객체가 여러개 생성되는 경우 안되는 경우에 사용한다.
ex) Calendar class (현재 시간정보를 담은 클래스)

다른 클래스 간에 데이터 공유가 쉽다
싱글톤 인스턴스가 전역으로 사용되는 인스턴스이기 때문에 다른 클래스의 인스턴스들이 접근하여 사용할 수 있다
하지만 여러 클래스의 인스턴스에서 싱글톤 인스턴스의 데이터에 동시에 접근하게 되면 동시성 문제가 발생할 수 있으니 이점을 유의해서 설계하는 것이 좋다
도메인 관점에서 인스턴스가 한 개만 존재하는 것을 보증

싱글톤 패턴의 문제점
1. 코드 자체가 많이 필요
  객체를 미리 생성해두고 가져오는 방법외에도 정적 팩토리 메서드에서 객체 생성을 확인하고 생성자를 호출하는 경우에 멀티스레딩 환경(특정 쓰레드가 동시에 getInstance() 메서드를 호출)에서 발생할 수 있는 동시성 문제 해결을 위해 syncronized 키워드를 사용해야 한다 (성능 저하)
2. 테스트하기 어렵다
  싱글톤 인스턴스는 자원을 공유하고 있기 때문에 테스트가 결정적으로 격리된 환경에서 수행되려면 매번 인스턴스의 상태를 초기화시켜주어야 한다. 그렇지 않으면 어플리케이션 전역에서 상태를 공유하기 때문에 테스트가 온전하게 수행되지 못한다
3. 의존 관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존하게 된다
  - new 키워드를 직접 사용하여 클래스 안에서 객체를 생성하고 있으므로, 이는 SOLID 원칙 중 DIP(의존 역전 원칙 - 객체 사이에 서로 도움을 주고 받으면 의존 관계가 발생)를 위반하게 된다.
  - 싱글톤으로 만든 객체의 역할이 간단한 것이 아닌 역할이 복잡한 경우라면 해당 싱글톤 객체를 사용하는 다른 객체간의 결함도가 높아져 OCP 원칙(개방-폐쇄 원칙) 또한 위반할 가능성이 높다
4. 기타
  유연성이 떨어진다 (자식클래스를 만들수 없다는 점, 내부 상태를 변경하기 어렵다는 점 등)

📌 객체 간 협력

별도 코드 참고

seungwon

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세미나 발표자료_2021.06.17 (Day3)

Java

📃 목차

📌 참조형 변수

데이터 타입

✔️ 배열

✔️ Enum

✔️ String

📌 This

✍🏻 this의 필요성

`this` 레퍼런스

`this()` 로 다른 생성자 호출

📌 static

static의 활용

static 멤버, non-static instance 멤버

static 멤버를 객체의 멤버로 접근하는 사례

static 멤버를 클래스 이름으로 접근하는 사례

static 메소드

static 메소드 예시

📌 싱글톤패턴(Singleton pattern)

디자인 패턴

싱글톤(Singleton) 패턴

📌 객체 간 협력

[Java] 4. 객체 지향 문법

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세미나 발표자료_2021.06.17 (Day3)

Java

📃 목차

📌 참조형 변수

데이터 타입

✔️ 배열

✔️ Enum

✔️ String

📌 This

✍🏻 this의 필요성

this 레퍼런스

this() 로 다른 생성자 호출

📌 static

static의 활용

static 멤버, non-static instance 멤버

static 멤버를 객체의 멤버로 접근하는 사례

static 멤버를 클래스 이름으로 접근하는 사례

static 메소드

static 메소드 예시

📌 싱글톤패턴(Singleton pattern)

디자인 패턴

싱글톤(Singleton) 패턴

📌 객체 간 협력

[Java] 4. 객체 지향 문법

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`this` 레퍼런스

`this()` 로 다른 생성자 호출