패키지(1) java.lang 의 Object, Wrapper, String, StringBuffer 클래스

Yeppi's 개발 일기·2022년 5월 24일

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1. `java.lang` 패키지

1) 개념

모든 자바 프로그램에서 기본적으로 사용하는 필수 클래스들을 모아 놓은 패키지
ex. System 클래스, String 클래스
워낙 자주 사용해서, 유일하게 import 없이 사용가능

2) 구조

최상위

Object

중간

String, StringBuffer, Number, Boolean, Character

Number 의 하위

Byte, Short, Integer, Long, Float, Double

2. Object 클래스

1) 개념

모든 클래스의 최상위 부모 클래스
자동 추가
눈에 보이지 않지만 상속하고 있음

Object 클래스는 힙 메모리를 사용
메서드의 두 인스턴스가 같다
= 힙 메모리가 같다
= 메모리 위치(주소)가 같다

사용이유?
- 모든 자바 클래스가 가지고 있어야할 공통의 변수와 메소드를 Object 가 가지고 있음
  → 자식 클래스가 상속받기 위해
- 묵시적 형변환으로
  → 모든 자바 객체를 하나의 타입으로 묶어서 다형성을 적용하기 위해

2) `hashCode()`

생성된 객체의 메모리 주소정보를 리턴

인스턴스의 저장 주소를 반환

hash 란?
정보를 저장, 검색하는 자료구조
hash 방식이란?
힙메모리에 인스턴스가 저장되는 방식

자료의 특정 값(키 값)에 대한 저장 위치를 반환해주는 해시 함수를 사용

두 인스턴스가 같다는 것은?
두 인스턴스에 대한 equals() 의 반환 값이 true
⇒ 동일한 hashCode() 값을 반환

📌해시코드 값이 다른 경우📌

객체에 같은 값을 할당하더라도, 주소 값은 다를 수 있음
❗ 실행 결과는 동적으로 생성된 해시코드 정보이기 때문 ❗
아래 출력결과는 서로 다른 객체 주소 값을 출력

Fruit apple1 = new Fruit("사과", 11);
System.out.println(apple1.hashCode());

Fruit apple2 = new Fruit("사과", 11);
System.out.println(apple2.hashCode());

📌해시코드 값이 같은 경우📌

위와 같은 경우, 같은 값을 할당했는 지 비교할 수 없는 문제점이 발생. . .
= 객체 주소는 달라도, 객체가 가진 멤버변수에 할당한 값이 동일한 경우

객체 주소를 비교하지 않고,
객체의 멤버변수에 해시 값을 생성하여 비교하면?
두 객체가 같은 값을 가지고 있는 지 비교할 수 있음

Object 클래스의 hashCode() 메서드가 상속되지 않도록 ⇒ 메서드 오버라이딩
- hashCode() 매개변수 값이 동일한 경우? 동일한 해시코드 return

public class Fruit extends java.lang.Object {
	. . . 
	public int hashCode() {
		return Objects.hash(name, number); // 사과, 11
	}
}

3) `equals()`

객체의 내용을 비교

원래는 두 인스턴스의 주소 값을 비교하여 true/false를 반환 ⇒ ==
그러나 재정의 하여 두 인스턴스가 논리적으로 동일함의 여부를 구현함

인스턴스가 다르더라도 논리적으로 동일한 경우
true를 반환하도록 재정의 할 수 있음
ex. 같은 학번, 같은 사번, 같은 아이디의 회원

👉 물리적으로 다르지만, 논리적으로 같은 경우

따라서 객체 주소를 비교하는 == 연산자와 유사한 동작
- 참조 변수의 메모리 주소만 비교하므로, equals() 와 같은 명령어라 볼 수 있음

hashCode() 처럼, 객체의 내용을 비교하기 위해 메서드 오버라이딩 해야 함

📌예시📌

hashCode(), equals() 가 있는 Fruit 클래스

public class Fruit {
	private String name;
	private int number;
	
	public Fruit(String name, int number) {
		super();
		this.name = name;
		this.number = number;
	}
    
	@Override
	public int hashCode() {
		return Objects.hash(name, number);
	}

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		Fruit other = (Fruit) obj;
		return name.equals(other.name) && number == other.number;
	} 

	public String getName() {
		return name;
	}
	public int getScore() {
		return number;
	}

}

main

		Fruit apple1 = new Fruit("사과", 11);
		Fruit apple2 = new Fruit("사과", 11);
		
		if(apple1==apple2) {
			System.out.println("객체의 주소는 동일");
		} else {
			System.out.println("객체의 주소는 다름");
		}
		
		if(apple1.equals(apple2)) {
			System.out.println("객체의 내용은 동일");
		} else {
			System.out.println("객체의 내용은 다름");
		}

출력결과

객체의 주소는 다름
객체의 내용은 동일

📌예시📌

hashCode(), equals() 의 true, false

	@Override
	public int hashCode() {
		return studentNum;
		
	}

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if(obj instanceof Student) {
			Student std = (Student) obj; // 다운캐스팅
			
			if(this.studentNum == std.studentNum) {
				return true;
			}
			else return false;
		}
		return false;
	}

main

		Student std1 = new Student(100, "Lee");
		Student std2 = new Student(100, "Lee");
		
		// 다른 객체이기 때문에 false
		System.out.println(std1 == std2); 
		
		// equals() 오버라이딩 해주면, 논리적으로 같기 때문에 true
		System.out.println(std1.equals(std2));
		
		// hashCode() 오버라이딩 해주면, 논리적으로 같기 때문에 같은 주소 값 출력
		System.out.println(std1.hashCode());
		System.out.println(std2.hashCode());
		
		// 실제 가상 메모리 주소 값 출력
		System.out.println(System.identityHashCode(std1));
		System.out.println(System.identityHashCode(std2));

// Integer, String도 마찬가지 같은 주소 값 출력

출력결과

false
true
100
100
1131316523
852687460

4) `toString()`

"클래스 이름 + 객체의 메모리 주소" 의 문자열 리턴

객체의 멤버변수에 할당된 값을, 하나의 문자열로 리턴
위 메서드들과 마찬가지로, 실제 객체의 값을 리턴하기 위해서는?
⇒ 메서드 오버라이딩

📌예시📌

hashCode(), equals() 가 있는 Fruit 클래스

public class Fruit {
	. . .
	
    @Override
	public String toString() {
		return "과일의 종류는 " + name + ", 개수는 " + number + "개";
	}
}

main

Fruit apple1 = new Fruit("사과", 11);		
System.out.println(apple1.toString()); // 명시적 호출
System.out.println(apple1); // 묵시적 호출

출력결과

과일의 종류는 사과, 개수는 11개
과일의 종류는 사과, 개수는 11개

5) `clone()`

객체의 원복을 복제

생성과정의 복잡한 과정을 반복하지 않고 복제 할 수 있음

생성자와의 차이점
- 생성자 초기화해서 처음 값을 가지고 초기값 생성
- clone () 하위 클래스까지 변한 값을 그대로 복제

clone() 메서드를 사용하면?
객체의 정보(멤버 변수 값 등)가 동일한 또 다른 인스턴스가 생성되는 것
⇒ 객체 지향 프로그램에서의 정보 은닉, 객체 보호의 관점에서 위배될 수 있음

👉 해당 클래스의 clone() 메서드의 사용을 허용한다는 의미로, cloneable 인터페이스를 명시해 줌

📌예시📌

public class Student implements Cloneable

public class Student implements Cloneable {

	@Override
	protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
		return super.clone();
	}
}

main 에서 throws CloneNotSupportedException

std1.setStudentName("KIM");
Student copyStudent = (Student) std1.clone(); // 100, KIM
System.out.println(copyStudent); // 출력 100, KIM

💡 Alt + Shift + S 💡

hashCode(), equals(), toString() 등 메서드 오버라이딩 단축키

👉 클래스를 만들면, 기본적으로 `hashCode()` `equals()` `toString()` 메소드를 오버라이딩 해두자!

3. String 클래스

1) 개념

가장 많이 사용해서 중요

일반 클래스와 달리 객체를 생성하는 방법이 두 가지

힙 메모리에 인스턴스로 생성

힙 메모리 생성될 때마다 다른 주소 값
일반 클래스와 마찬가지로 new 를 사용
새로운 메모리공간에 각각 사과 생성
ex. String apple1 = new String("사과");

상수 풀(constant pool)에 있는 주소를 참조

상수 풀의 문자열은 모두 같은 주소 값
쌍따옴표로 문자열을 감싸서 리터럴 형태로 생성
문자열 객체를 위한 리터럴 영역에 별도의 메모리 공간 사용
ex. String apple2 = "사과";

2) String 메서드

종류

메소드	기능
charAt(int idx) : char	인덱스(idx)에 위치한 문자(char)
concat(String str) : String	새로운 문자열(str)을 연결
endsWith(String suffix) : boolean	특정 문자열(suffix)로 끝나는지
equalsIgnoreCase(String str) : boolean	대소문자를 무시했을 때, 비교 문자열(str)과 내용이 같은지
indexOf(int ch) : int	특정 문자(ch)의 인덱스 위치
indexOf(String str) : int	특정 문자열(str)의 인덱스 위치
length() : int	문자열의 길이
startsWith(Strng prefix) : boolean	특정 문자(prefix)로 시작하는지
substring(int beginIdx) : String	특정 인덱스(beginIdx)이후의 문자열
substring(int start, int end) : String	start 인덱스부터 다른 end 인데스까지의 문자열
toLowerCase() : String	문자열을 소문자로 변환
toUpperCase() : String	문자열을 대문자로 변환
trim() : String	문자열 앞 뒤의 공백을 제거
split(String regex) : String[]	특정 문자열(regex)을 구분자로 문자열을 분해 문자열 배열(String[])로 리턴

중요 메서드

split(" "); → 문자열을 공백 기준으로 분리한 단어
length() → 문자열 길이
indexOf('o') → 문자열에서 첫 번째 o의 위치
startsWith("kim") → 문자열이 kim으로 시작하나?
substring(10, 26) → 문자열 10~26인덱스 사이의 문자열

📌예시📌

한번 생성된 String 은 불변(immutable)
→ new, 상수 둘 다 불변이다

String 을 연결하면 기존의 String 에 연결되는 것이 아닌
새로운 문자열이 생성됨
⇒ 메모리 낭비가 발생할 수도 있음

메모리 낭비 예시1

총 7개의 메모리가 생김

String str = "11" + "22" + "33" + "44";

메모리 낭비 예시2

String 연결 시 새로운 문자열 생성

		String java = new String("java");
		String android = new String("android");
		
		System.out.println(System.identityHashCode(java)); // 263025902 출력
		java = java.concat(android); // java와 android 연결  => 새로운 문자열 생성
		
		System.out.println(System.identityHashCode(java)); // 438135304 출력
		// android와 연결된 java는 기존 java와 다른 주솟값을 가리킨다.

출력결과

1651191114
javaandroid
1586600255

4. StringBuffer 클래스

1) 개념

내부적으로 가변적인 char[]를 멤버 변수로 가짐
문자열을 여러번 연결하거나 변경할 때 사용하면 유용함
새로운 인스턴스를 생성하지 않고 char[] 를 변경함

StringBuffer
멀티 쓰레드 프로그래밍에서 동기화(synchronization)을 보장
⇒ 두 개 이상의 스레드가 같은 메모리 엑세스할때 순서 정해짐
단일 쓰레드 프로그램에서는 StringBuilder 사용을 권장

2) StringBuffer 메서드

메소드	기능
length() : int	문자열의 길이
charAt(int index) : char	특정 인덱스에 위치한 문자
toStirng() : String	StringBuffer 저장된 문자열
delete(int start, int end) : StringBuffer	start부터 end까지의 문자 제거
indexOf(String str) : int	문자열(str)의 인덱스 위치
insert(int offset, String str) : StringBuffer	offset 인덱스 위치에 문자열(str) 삽입
substring(int start) : String	start 위치에서부터 문자열 잘라서 리턴

📌예시📌

StringBuilder, StringBuffer 활용
toString() 메서드로 String 반환

		String java = new String("java");
		String android = new String("android");
		
		StringBuilder buffer = new StringBuilder(java); 
		System.out.println(System.identityHashCode(buffer)); // 1651191114 출력
		
		buffer.append(android); // append()로 buffer에 값 넣기
		System.out.println(System.identityHashCode(buffer)); // 1651191114 출력
		// buffer는 가변적이므로, 주소값이 동일
		
		String test = buffer.toString(); // toString()으로 buffer 사용하기
		System.out.println(test);

출력결과

1651191114
1651191114
javaandroid

🍑String VS StringBuffer🍑

고정 길이 문자열

한 번 생성된 객체는 변경되지 않고 새로운 문자열 객체가 생성
String
- 문자열 이어붙이면 새로 생성 ⇒ 메모리 낭비
- 절대 안변함
- 고정 길이

가변 길이 문자열

StringBuffer
- 하나의 문자열에 계속 붙여나갈 수 있음 ⇒ 메모리 효율
- 변함
- 가변 길이

5. Wrapper 클래스

1) 개념

Boolean, Character

Byte, Short, Integer, Long, Float, Double

기본 타입의 데이터를 객체로 감싼다
기본형 타입 클래스 8개
기본형 타입을 객체 형태로 저장하기 위해 사용

Character-char와 Integer-int 제외,
나머지는 기본 타입과 클래스 이름이 동일

클래스이름.메소드호출 → static 메소드
Integer.parseInt

📌예시📌

문자열형태의 데이터를 기본형 데이터로 바꾸고 싶을 때

int a = Integer.parseInt(args[0]);
System.out.println("정수 값 : " + a);

오토 박싱 & 언박싱

boxing

기본타입의 데이터 → 래퍼 객체로 변환

unboxing

래퍼 객체 → 기본 타입으로 변환

📌예시📌

		int num1 = 11;		

		// 정상적 boxing
		Integer baseBox = Integer.valueOf(num1);

		// 정상적 unboxing
		int baseUnbox = baseBox.intValue();
		System.out.println(baseUnbox);
		
		
		int num2 = 22;

		// 오토 boxing
		Integer autoBox = num2;

		// 오토 unboxing
		int autoUnbox = autoBox;
		System.out.println(autoUnbox);

출력 결과

11
22

6. text block

java 13 부터 사용 가능
문자열을 """ """ 사이에 이어서 만들 수 있음
html, json 문자열을 만드는데 유용하게 사용

📌예시📌

	// text block 사용하기, java 13버전부터
	public static void main(String[] args) {

		String textBlocks = """
				Hello,
				hi,
				how r u""";
		System.out.println(textBlocks);
		System.out.println(getBlockOfHtml());
	}
	
	
	public static String getBlockOfHtml() {
	    return """
	            <html>
	                <body>
	                    <span>example text</span>
	                </body>
	            </html>""";
	}

출력결과

Hello,
hi,
how r u
<html>
    <body>
        <span>example text</span>
    </body>
</html>

Yeppi's 개발 일기

imaginative and free developer. 백엔드 / UX / DATA / 기획에 관심있지만 고양이는 없는 예비 개발자👋

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패키지(1) java.lang 의 Object, Wrapper, String, StringBuffer 클래스

JAVA

1. java.lang 패키지

1) 개념

2) 구조

최상위

중간

Number 의 하위

2. Object 클래스

1) 개념

2) hashCode()

📌해시코드 값이 다른 경우📌

📌해시코드 값이 같은 경우📌

3) equals()

📌예시📌

📌예시📌

4) toString()

📌예시📌

5) clone()

📌예시📌

💡 Alt + Shift + S 💡

👉 클래스를 만들면, 기본적으로 hashCode() equals() toString() 메소드를 오버라이딩 해두자!

3. String 클래스

1) 개념

힙 메모리에 인스턴스로 생성

상수 풀(constant pool)에 있는 주소를 참조

2) String 메서드

종류

중요 메서드

📌예시📌

메모리 낭비 예시1

메모리 낭비 예시2

4. StringBuffer 클래스

1) 개념

2) StringBuffer 메서드

📌예시📌

🍑String VS StringBuffer🍑

고정 길이 문자열

가변 길이 문자열

5. Wrapper 클래스

1) 개념

📌예시📌

오토 박싱 & 언박싱

boxing

unboxing

📌예시📌

6. text block

📌예시📌

패키지와 자바 API 개념 및 종류

패키지(2) java.util 의 Random, Arrays, StringTokenizer, Date, Calendar 클래스

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1. `java.lang` 패키지

2) `hashCode()`

3) `equals()`

4) `toString()`

5) `clone()`

👉 클래스를 만들면, 기본적으로 `hashCode()` `equals()` `toString()` 메소드를 오버라이딩 해두자!