[Kotlin] 클래스, 객체, 인터페이스(2)

1. 내부 클래스와 중첩 클래스: 기본적으로 중첩 클래스!!

• 코틀린의 중첩 클래스는 명시적으로 요청하지 않는 한 외부 클래스 인스턴스에 대한 접근 권한이 없다. ( Java의 정적 중첩 클래스와 대응한다 )

interface State: Serializable

interface View {
    fun getCurrentState(): State
    fun restoreState(state: State)
}

// Java
public class Button implements View{
    @Override
    public State getCurrentState(){
        return new ButtonState();
    }
    
    @Override
    public void restoreState(State state){
    ...
    }
    public class ButtonState implements State{
    ...
    }
}

Java의 경우 Button을 직렬화하면 java.io.NotSerializableException: Button이라는 오류가 발생한다. Java에서는 다른 클래스 안에 정의한 클래스는 자동으로 inner class가 된다. 그래서 ButtonState클래스는 외부 Button 클래스에 대한 참조를 묵시적으로 포함한다. 그 참조로 인해 Button State를 직렬화할 수 없다. 이 문제를 해결하려면 ButtonState를 static class로 선언해야 한다.

// Kotlin
class Button: View{
    override fun getCurrentState(): State = ButtonState()
    override fun restoreState(state: State){
    ...
    }
    class ButtonState: State{
    ...
    }
}

코틀린의 경우 중첩 클래스에 아무런 변경자도 붙지 않으면 자바의 static class와 같다. 만일 외부 클래스에 대한 참조를 포함하게 만들고 싶으면 inner 변경자를 붙여서 inner class를 만든다.

클래스 B안에 정의된 클래스 A	Java	Kotlin
중첩 클래스(외부 클래스에 대한 참조를 저장 X)	static class A	class A
내부 클래스(외부 클래스에 대한 참조를 저장 O)	class A	inner class A

내부 클래스 Inner 안에서 외부 클래스 Outer의 참조에 접근하려면 this@Outer라고 써야 한다.

class Outer{
    var num = 10
    inner class Inner{
        fun getOuterNumber(): Int = this@Outer.num
    }
}

2. Sealed 클래스: 클래스 계층 정의 시 계층 확장 제한

interface Expr
class Num(val value: Int) : Expr
class Sum(val left: Expr, val right: Expr): Expr

fun eval(e: Expr): Int = 
    when(e){
        is Num -> e.value
        is Sum -> eval(e.left) + eval(e.right)
        else ->
            throw IllegalArgumentException("Unknown expression")
    }

항상 디폴트 분기를 추가하는게 편하지는 않다. 또 실수로 새로운 클래스 처리를 잊어버리면 디폴트 분기가 선택되기 때문에 심각한 버그가 발생할 수 있다.

이를 위해 sealed class를 사용한다. 상위 클래스에 sealed 변경자를 붙이면 그 상위 클래스를 상속한 하위 클래스 정의를 제한할 수 있다. 또 sealed class는 항상 열려있기 때문에 open 변경자를 붙일 필요가 없다.

sealed class Expr {
    class Num(val value: Int) : Expr()
    class Sum(val left: Expr, val right: Expr) : Expr()
}

fun eval(e: Expr): Int =
    when (e) {
        is Expr.Num -> e.value
        is Expr.Sum -> eval(e.left) + eval(e.right)
    }
    // 컴파일러가 sealed class의 자식 클래스에 누가 있는지 알고 있다.

3. 주 생성자와 초기화 블록

• 주 생성자
  생성자 파라미터를 지정하고 그 생성자 파라미터에 의해 초기화되는 프로퍼티를 정의한다. 클래스 옆에 괄호 표기로 정의된 것을 말하며 클래스에 최대 1개만 존재한다.

• constructor
  주 생성자나 부 생성자 정의를 시작할 때 사용한다.

• init
  초기화 블록을 시작한다. 초기화 블록에는 클래스가 인스턴스화될 때 실행되는 초기화 코드가 들어가며 주 생성자와 함께 사용된다. 한 클래스 안에 여러 초기화 블록을 선언할 수 있다. 초기화 블록은 주 생성자 직후에 실행되며 부 생성자보다는 먼저 실행된다.

class User constructor(_nickname: String){	// 파라미터가 1개인 주 생성자
    val nickname: String			// 프로퍼티
    
    init {					// 초기화 블록
        nickname =_nickname
    }
}

nickname 프로퍼티를 초기화하는 코드를 프로퍼티 선언과 동시에 할 수 있고, 주 생성자 앞에 별다른 annotation이나 visibility modifer가 없으면 constructor를 생략 할 수 있다.
주 생성자의 파라미터는 프로퍼티의 초기화 식이나 초기화 블록 안에서만 참조할 수 있다.

class User(_nickname: String){
    val nickname = _nickname
}

아래와 같이 더 간결하게 쓸 수 있다.

class User(val nickname: String)

• 클래스에 부모 클래스가 있다면 주 생성자에서 부모 클래스의 생성자를 호출해야 한다. 부모 클래스를 초기화하려면 부모 클래스 이름 뒤에 괄호를 치고 생성자 인자를 넘긴다.

open class User(val nickname: String) {...}
class TwitterUser(nickname: String) : User(nickname) {...}

• 클래스를 정의할 때 별도로 생성자를 정의하지 않으면 컴파일러가 자동으로 디폴트 생성자를 만든다.

open class Button
class RadiButton: Button()	
// Button 생성자는 아무 인자도 받지 않지만 
// 하위 클래스는 반드시 Button 클래스의 생성자를 호출해야 한다.

• 비공개 생성자
  어떤 클래스를 클래스 외부에서 인스턴스화하지 못하게 막고 싶다면 모든 생성자를 private로 만들면 된다.

class SecretObject private constructor() {}

4. 부 생성자 : 상위 클래스를 다른 방식으로 초기화

• 클래스에 여러 개의 부 생성자를 가질 수 있다. constructor 키워드를 사용하며 주 생성자와 달리 생략할 수 없다.

• 주 생성자가 정의된 경우, 부 생성자에서 호출하는 생성자를 따라가면 반드시 주 생성자를 호출해줘야 한다. 클래스의 다른 생성자를 클래스 내부에서 호출할 때는 :this()를 이용한다.

class Person(val name: String) {
    var age: Int = 0
    var weight: Int = -1

    constructor(_name: String, _age: Int) : this(_name) {
        age = _age
    }

    constructor(_name: String, _age: Int, _weight: Int) : this(_name, _age) {
        weight = _weight
    }
}

인자에 대한 디폴트 값을 제공하기 위해 부 생성자를 여러 개 만들지 말자.
대신 파라미터에 default값을 줌으로써 해결할 수 있다.

부 생성자가 필요한 주된 이유는 Java와의 상호운용성 때문이다. 이외에도 클래스 인스턴스를 생성할 때 파라미터 목록이 다른 생성 방법이 여러 개인 경우 사용한다.

open class View {	// 주 생성자 없이 부 생성자만 2개
    constructor(ctx: Context) {...}
    constructor(ctx: Context, attr: AttributeSet) {...}
}

class MyButton : View {
    constructor(ctx: Context) : super(ctx) {...}
    constructor(ctx: Context, attr: AttributeSet) : super(ctx, attr) {...}
}

// super 키워드를 통해 자신에 대응하는 상위 클래스 생성자를 호출한다.

• 클래스에 주 생성자가 없다면 모든 부 생성자는 반드시 상위 클래스를 초기화하거나 다른 생성자에게 생성을 위임해야 한다.

class MyButton: View{
    constructor(ctx: Context) : this(ctx, MY_STYLE) { ... }
    constructor(ctx: Context, attr: AttributeSet) : super(ctx, attr) { ... }
}

5. 인터페이스에 선언된 프로퍼티 구현

• Kotlin에서는 인터페이스에 추상 프로퍼티 선언을 할 수 있다. 하지만 인터페이스는 뒷받침 하는 필드를 가질 수 없기 때문에 초기화가 불가능하다. 대신 인터페이스를 구현하는 클래스에서 getter나 setter를 구현해야 한다.

interface User {
    val nickname: String
}

class PrivateUser(override val nickname: String) : User
// 주 생성자 안에 프로퍼티를 직접 선언

class SubscribingUser(val email: String) : User {
    override val nickname: String
        get() = email.substringBefore('@')
}
// 뒷받침하는 필드에 값을 저장하지 않고 매번 이메일 주소에서 nickname을 계산한다.

class FacebookUser(val accountId: Int) : User {
    override val nickname = getFacebookName(accountId)
}
// 객체 초기화할 때 데이터를 뒷받침하는 필드에 저장하고 그 값을 불러온다.

• 인터페이스에 getter와 setter가 있는 프로퍼티를 선언할 수 있다. 물론 상태를 저장할 수는 없다.

interface User{
    val email: String
    val nickname: String
        get() = email.substringBefore('@')	// 매번 결과를 계산해서 리턴
}

// email은 반드시 구현해야 하지만 
// nickname은 구현하지 않으면 인터페이스에서 정의된 default getter를 사용한다.

6. getter와 setter에서 뒷받침 하는 필드에 접근

• 프로퍼티에는 getter / setter와 같은 함수가 내장되어 있고, 프로퍼티가 가진 값은 field에 저장된다. 프로퍼티 외부에서는 get()이나 set()을 호출하지만 get(), set() 내부에서는 field를 통해 프로퍼티가 가지고 있는 값에 접근한다.
  ( field는 get(), set()에서만 사용 가능하다. )

• field를 통해서 뒷받침하는 필드에 접근할 수 있다. getter는 field 값을 읽을 수만 있고 setter는 field 값을 읽거나 쓸 수 있다.

class User(val name: String) {
    var address: String = "unspecified"
        set(value) {
            println("""
                Address was changed for $name:
                "$field" -> "$value".""".trimIndent())
            field = value
        }
}

>>> val user = User("Alice")
>>> user.address = "Seoul"

Address was changed for Alice:
"unspecified" -> "Seoul".

class Person {
    var name: String = "F"
    var age: Int=0
        get() = age
}
>>> Person().age
// 주의! 무한 재귀에 빠진다.

• get(), set()의 가시성 변경

class LengthCounter {
    var counter: Int = 0
      private set				// 이 클래스 밖에서 counter의 값을 변경할 수 없다.
    
    fun addWord(word: String) {
        counter += word.length
    }
}