9. 중첩 클래스와 중첩 인터페이스

Bummy·2023년 10월 29일
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9.1 중첩 클래스와 중첩 인터페이스란?

  • 클래스가 여러 클래스와 관계를 맺는 경우에는 독립적으로 선언하는 것이 좋고, 특정 클래스와 관계를 맺을 경우에는 관계 클래스를 클래스 내부에 선언하는 것이 좋다.
  • 중첩 클래스(Nested Class)란 클래스 내부에 선언한 클래스를 말하는데, 중첩 클래스를 사용하면 두 클래스의 멤버들을 서로 쉽게 접근할 수 있다는 장점과 외부에서는 불필요한 관계 클래스를 감춤으로써 코드의 복잡성을 줄일 수 있다.
class ClassName{
	class NestedClassName{ //중첩 클래스
	}
}
  • 인터페이스도 내부에 선언할 수 있는데 이 경우의 인터페이스를 중첩 인터페이스라고 한다.
class ClassName{
	interface NestedInterfaceName{
	}
}

9.2 중첩 클래스

  • 중접 클래스는 클래스 내부에 선언되는 위치에 따라서 두 가지로 분류할 수 있다. 클래스의 멤버로서 선언되는 중첩 클래스를 멤버 클래스라고 하고, 메소드 내부에서 선언되는 중첩 클래스를 로컬 클래스라고 한다.
  • 멤버 클래스는 클래스나 객체가 사용 중이라면 언제든지 재사용이 가능하지만, 로컬 클래스는 메소드 실행 시에만 사용되고, 메소드가 실행 종료되면 없어진다.
구분분류설명
멤버 클래스인스턴스 멤버 클래스상위 객체를 생성해야만 사용할 수 있는 하위 중첩 클래스
멤버 클래스정적 멤버 클래스상위 객체로 바로 접근할 수 있는 하위 중첩 클래스
로컬 클래스메소드 실행할 때만 사용할 수 있는 하위 중첩 클래스

9.2.1 인스턴스 멤버 클래스

  • 인스턴스 멤버 클래스는 static 키워드 없이 선언된 클래스를 말한다.
  • 인스턴스 멤버 클래스는 인스턴스 필드와 메소드만 선언이 가능하고 정적 필드와 메소드는 선언할 수 없다.
class A{
	//인스턴스 멤버 클래스
	class B{
		B(){ } // 생성자
		int field1; //인스턴스 필드
		//static int field2; -> 정적 필드는 선언할 수 없음
		void method1() { } //인스턴스 메소드
		//static void method2 { } -> 정적 메소드는 선언할 수 없음
	}
}
  • A 클래스 외부에서 인스턴스 멤버 클래스 B의 객체를 생성하려면 먼저 A 객체를 생성하고 B 객체를 생성해야한다.
A a = new A();
A.B = a.new B();
b.field1 = 3;
b.method1();

9.2.2 정적 멤버 클래스

  • 정적 멤버 클래스는 static 키워드로 선언된 클래스를 말한다.
  • 정적 멤버 클래스는 모든 종류의 필드와 메소드를 선언할 수 있다.
class A{
	//정적 멤버 클래스
	class C{
		C(){ } // 생성자
		int field1; //인스턴스 필드
		static int field2; //정적 필드
		void method1() { } //인스턴스 메소드
		static void method2 { } //정적 메소드
	}
}
  • A 클래스 외부에서 정적 멤버 클래스 C의 객체를 생성하기 위해서는 A 객체를 생성할 필요가 없고, 다음과 같이 C 객체를 생성하면 된다.
A.C c = new A.C();
c.field1 = 3; //인스턴스 필드 사용
c.method1(); //인스턴스 메소드 호출
A.C.field2 = 3; //정적 필드 사용
A.C.method2(); //정적 메소드 호출

9.2.3 로컬 클래스

  • 중첩 클래스는 메소드 내에서도 선언할 수 있는데, 이것을 로컬(local) 클래스라고 한다.
  • 로컬 클래스는 접근 제한자 및 static을 붙일 수 없다.
  • 로컬 클래스는 메소드 내부에서만 사용되므로 접근을 제한할 필요가 없기 때문이다.
  • 로컬 클래스 내부에는 인스턴스 필드와 메소드만 선언이 가능하고 정적 필드와 메소드는 선언할 수 없다.
void method(){
//로컬 클래스
	class D{
		D(){ } //생성자
		int field1; //인스턴스 필드
		//static int field2; //정적필드는 사용할 수 없음
		void method1() { } //인스턴스 메소드
		//static void method2() { } //정적 메소드는 사용할 수 없음
	}
D d = new D();
d.field1 = 3;
d.method1();
}

→ 로컬 클래스는 메소드가 실행될 때 메소드 내에서 객체를 생성하고 사용해야한다. 주로 비동기 처리를 위해 스레드 객체를 만들 때 사용하게 된다.

9.3 중첩 클래스의 접근 제한

9.3.1 바깥 필드와 메소드에서 사용 제한

  • 멤버 클래스가 인스턴스 또는 정적으로 선언됨에 따라 바깥 클래스의 필드와 메소드에 사용 제한이 생긴다.
public class A{
	//인스턴스 필드
	B field1 = new B(); //가능
	C field2 = new C(); //가능

	//인스턴스 메소드
	void method1() {
		B var1 = new B(); //가능
		C var2 = new C(); //가능
	}

	//정적 필드 초기화
	//static B field3 = new B(); //불가능
	static C field4 = new C(); //가능
	
	//정적 메소드
	static void method2() {
		//B var1 = new B(); //불가능
		C var2 = new C();
	}

	//인스턴스 멤버 클래스
	class B{}

	//정적 멤버 클래스
	static class C {}
}
  • 인스턴스 멤버 클래스(B)는 바깥 클래스의 인스턴스 필드(field1)의 초기값이나 인스턴스 메소드에서 객체를 생성할 수 있으나, 정적 필드의 초기값이나 정적 메소드에서는 객체를 생성할 수 없다.
  • 정적 멤버 클래스(C)는 인스턴스 멤버 클래스의 반대
💡 정적 메소드는 상위 클래스가 생성되어야 해당 정적 메소드를 생성할 수 있기 때문

9.3.2 멤버 클래스에서 사용 제한

  • 멤버 클래스가 인스턴스 또는 정적으로 선언됨에 따라 멤버 클래스 내부에서 바깥 클래스의 필드와 메소드를 접근할 때에도 제한이 따른다.

9.3.3 로컬 클래스에서 사용 제한

  • 로컬 클래스 내부에서는 바깥 클래스의 필드나 메소드를 제한 없이 사용할 수 있다.
  • 문제는 메소드의 매개 변수나 로컬 변수를 로컬 클래스에서 사용할 때 생긴다.
  • 로컬 클래스는 메소드 실행이 끝나도 힙 메모리에 존재해서 계속 사용할 수 있지만, 매개 변수나 로컬 변수는 메소드 실행이 끝나면 스택 메모리에서 사라지기 때문에 로컬 객체에서 사용할 경우 문제가 발생한다.
💡 자바는 이 문제를 해결하기 위해 커파일 시 로컬 클래스에서 사용하는 매개 변수나 로컬 변수의 값을 로컬 클래스 내부에 복사해 두고 사용한다. 해당 값들이 변경되지 않도록 매개 변수나 로컬 변수를 final로 선언해서 수정을 막는다.

결론적으로 로컬 클래스에서 사용 가능한 것은 final로 선언된 매개 변수와 로컬 변수뿐이라는 것이다.

  • 자바 7 이전까지는 final 키워드가 없는 매개 변수나 로컬 변수를 사용하면 컴파일 에러가 발생했지만 8 이후로는 컴파일 에러가 발생하지 않는다.
  • final 키워드가 있다면 로컬 클래스의 메소드 내부에 지역 변수로 복사되지만, final 키워드가 없다면 로컬 클래스의 필드로 복사된다.
void outMethod(final int arg1, int arg2){
	final int var1 = 1;
	int var2 = 2;
	class LocalClass {
		void method(){
			int result = arg1 + arg2 + var1 + var2;
		}
	}
}
class LocalClass{
	int arg2 = 매개값;
	int var2 = 2; 
	//필드로 복사
	void method(){
		int arg1 = 매개값;
		int var1 = 1;
		//로컬 변수로 복사
		int result = arg1 + arg2 + var1 + var2;
	}
}
💡 로컬 클래스의 내부 복사 위치에 신경 쓸 필요 없이 로컬 클래스에서 사용된 매개 변수와 로컬 변수는 모두 final 특성을 갖는다.

9.3.4 중첩 클래스에서 바깥 클래스 참조 얻기

  • 중첩 클래스에서 this 키워드를 사용하면 바깥 클래스의 객체 참조가 아니라, 중첩 클래스의 객체 차조가 된다.
  • 중첩 클래스 내부에서 바깥 클래스의 객체 참조를 얻으려면 바깥 클래스의 이름을 this 앞에 붙여주면 된다.
바깥클래스.this.필드;
바깥클래스.this.메소드();

9.4 중첩 인터페이스

  • 중첩 인터페이스는 클래스의 멤버로 선언된 인터페이스를 말한다.
  • 해당 클래스와 긴밀한 관계를 맺는 구현 클래스를 만들기 위해서 클래스 내부에 인터페이스를 선언한다.
  • UI 프로그래밍에서 이벤트를 처리할 목적으로 많이 활용된다.
class A{
	interface I {
		void method(); 
	}
}
//-> 중첩 인터페이스
public class Button{
	OnClickListener listener; //인터페이스 타입 필드

	void setOnClickListener(OnClickListener listener){
		this.listener = listener;
	}

	void touch(){
		listener.onClick();
	}//구현 객체의 onClick() 메소드 호출

	interface OnClickListener{
		void onClick();
	}
} //중첩 인터페이스
  • Setter 메소드로 구현 객체를 받아 필드에 대입한다.
  • 버튼 이벤트가 발생했을 때 인터페이스를 통해 구현 객체의 메소드를 호출한다.

9.5 익명 객체

  • 익명(anonymous) 객체는 이름이 없는 객체를 말한다.
  • 익명 객체는 단독으로 생성할 수 없고 클래스를 상속하거나 인터페이스를 구현해야만 생성할 수 있다.
  • 익명 객체는 필드의 초기값이나 로컬 변수의 초기값, 매개 변수의 매개값으로 주로 대입된다.

9.5.1 익명 자식 객체 생성

  • 상속을 받아 생성된 자식 클래스가 재사용되지 않고, 오로지 해당 필드와 변수의 초기값으로만 사용할 경우라면 익명 자식 객체를 생성해서 초기값으로 대입하는 것이 좋은 방법이다.
부모클래스 [필드||변수] = new 부모클래스(매개값, ...){
	//필드
	//메소드
};
  • 일반 클래스와의 차이점은 생성자를 선언할 수 없다는 것이다.
class A{
	void method(){
		Parent localVar = new Parent(){ //로컬변수 선언
			int childField;
			void childMethod(); 
			@Override
			void parentMethod(){} //Parent의 메소드를 오버라이딩
		}; //익명 객체라면 끝에 세미콜론이 와야한다.
	}
}
  • 익명 자식 객체에 새롭게 정의돈 필드와 메소드는 익명 자식 객체 내부에서만 사용되고, 외부에서는 필드와 메소드에 접근할 수 없다.

9.5.2 익명 구현 객체 생성

  • 구현 클래스가 재사용되지 않고, 오로지 해당 필드와 변수의 초기값으로만 사용하는 경우라면 익명 구현 객체를 초기값으로 대입하는 것이 좋다.
인터페이스 [필드||변수] = new 인터페이스(){
	//인터페이스에 선언된 추상 메소드의 실체 메소드 선언
	//필드
	//메소드
};
  • 중괄호에는 인터페이스에 선언된 모든 추상 메소드들의 실체 메소드를 작성해야 한다. 그렇지 않으면 컴파일에러가 발생한다.
  • 필드와 메소드를 선언할 수 있지만, 실체 메소드에서만 사용이 가능하고 외부에서는 사용하지 못한다.

초기값으로 익명 구현 객체 사용

class A{
	RemoteControl field = new RemoteControl() { 
		@Override //RemoteControl 인터페이스의 추상 메소드에 대한 실체 메소드
		void turnOn(){}
	};
}

로컬 변수 초기값으로 익명 구현 객체 사용

class method{
	RemoteControl localVar = new RemoteControl() { 
		@Override //RemoteControl 인터페이스의 추상 메소드에 대한 실체 메소드
		void turnOn(){}
	};
}

매개 변수가 인터페이스 타입일 경우

class A{
	void method1(RemoteControl rc){ }

	void method2(){
		method1(
			new RemoteControl(){ //method1()의 매개값으로 익명 구현 객체를 대입
				@Override
				void turnOn(){ }
			}
		);
	}
}

9.5.3 익명 객체의 로컬 변수로 사용

  • 익명 객체 내부에서는 바깥 클래스의 필드나 메소드는 제한 없이 사용할 수 있다.
  • 문제는 메소드의 매개 변수나 로컬 변수를 익명 객체에서 사용할 때이다.
  • 메소드 내에서 생성된 익명 객체는 메소드 실행이 끝나도 힙 메모리에 존재해서 계속 사용할 수 있다. 매개 변수나 로컬 변수는 메소드 실행이 끝나면 스택 메모리에서 사라지기 때문에 익명 객체에서 사용할 수 없게 되므로 문제가 발생한다.
  • 이러한 점은 로컬 클래스와 비슷한데 익명 클래스와의 차이점은 클래스 이름의 존재 여부만 다를 뿐 동작 방식은 동일하다.
💡 익명 객체에서 사용된 매개 변수와 로컬 변수는 모두 final 특성을 갖는다.
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