1. 인터페이스
1-1. 추상 클래스의 한계
- Java 클래스 간의 상속에는 하나의 부모만 존재할 수 있기 때문에, 앞의 상황에서 요구하는 다중 상속의 구현은 불가능하다.
1-2. Interface란?
- 완벽한 추상화를 구현하기 위한 Java 클래스의 한 종류이다.
- 다중 상속이 가능하기 때문에 용도별로 세분화 하여 필요한 요소만 상속할 수 있다.
1-3. 비교
- 추상클래스
-멤버변수, 생성자, 메서드, 추상메서드를 포함할 수 있다.
-이 클래스를 상속받는 자식 클래스는 다른 클래스를 상속받을 수 없다.
-객체의 생성이 불가능하다. - 인터페이스
-추상메서드만 포함할 수 있다.
-인터페이스는 다중 상속이 가능하다.
-객체의 생성이 불가능하다.
1-4. 인터페이스 상속을 위한 implements 키워드
- 인터페이스의 상속은 implements 키워드를 사용한다.
- 인터페이스도 추상화를 구현하고 있기 때문에, 인터페이스를 상속받는 클래스는 인터페이스 내의 모든 메서드들을 반드시 재정의 해야 한다.
1-5. 인터페이스의 다중 상속
-
인터페이스는 콤마( , ) 로 연결하여 여러 개를 동시에 상속 받을 수 있다.
public class Monster implements Fight, move {
}
-
필요한 경우 다른 클래스와 동시에 상속받을 수 있다.
public class Monster extends User implements Fight, Move {
}
2. Static
public class Article{
private static int count; // 전체 글 수
private static String category; // 카테고리
private int num; // 글 번호
private String title; // 글 제목
private String regDate; // 날짜
}- 멤버변수는 모든 객체가 독립적으로 갖는 고유 데이터이기 때문에 게시물의 수라는 공유 데이터를
모든 게시물이 갖게 된다. - 즉, 각각의 객체가 중복된 데이터를 갖게 된다.
- 클래스를 설계할 때, 멤버변수 중 모든 객체에서 공통적으로 사용해야 하는 값에 static을 붙인다.
- static이 붙은 멤버변수는 객체의 개수에 상관 없이 단 하나만 생성되며, 이를 모든 객체가 공유하기
때문에 메모리를 효율적으로 사용할 수 있다.
2-1. 컴퓨터의 메모리 구조
-
코드영역(고정영역) : 프로그램의 코드가 저장되는 영역
이 영역에서 저장된 명령어들을 cpu가 하나씩 가져가서 실행한다. -
데이터영역(고정영역) : 전역변수와 static으로 선언된 변수가 할당된다.
이 영역에서 할당되는 변수들은 프로그램 시작과 동시에 메모리
공간이 할당되어 종료될 때까지 남아있게 된다. -
힙영역(동적 영역) : 프로그래머가 원하는 시점에 변수를 할당하고 소멸시키는 영역 메모리 동적 할당시 사용된다.
-
스택 영역 (동적 영역) : 함수가 실행될 때 사용되는 파라미터와 지역변수에 대한 메모리 공간. 함수의 종료와 함께 소멸된다.
2-2. 하나의 프로그램이 사용하는 메모리영역
-
고정영역 : 프로그램이 실행되면 실행파일이 메모리에 로드 된다.
실행파일의 용량만큼 메모리를 사용한다.
실행파일의 크기는 변할 수 없으므로 이 영역의 크기는 고정 크기를 갖게 된다. -
동적영역 : 프로그래머가 new 키워드를 사용해서 객체나 배열을 생성하면 사용된다. (힙 영역)
메서드가 호출되는 동안 사용될 파라미터와 지역변수가 생성된다. (스택 영역)
메서드가 종료되거나 객체가 더이상 사용되지 않으면 생성된 변수나 객체는 메모리에서 사라지므로, 이 영역은 유동적인 크기를 갖게 된다.
2-3. static 데이터의 생성 위치
- static 데이터는 메모리의 고정영역 중 데이터영역에 생성되고, 일반 멤버변수나 객체는 동적 영역 중 heap (힙) 메모리 영역에 생성된다.
2-4. 프로그램이 메모리를 사용하는 순서
- 최초 실행시 고정 영역에 실행파일만큼의 메모리를 점유한다.
- 프로그램이 각종 동작을 수행하는 동안 동적 영역을 사용한다.
2-5. 멤버변수와 static 멤버변수의 차이
-
static 변수는 프로그램의 실행과 동시에 객체의 생성 여부와 상관 없이 이미 존재하기 때문에 소스 코드에는 특정 클래스 안에 명시하지만, 그 클래스를 통해서 생성되는 객체나 그 안에 포함되는 멤버변수와는 다른 존재이다.
-
객체가 생성되지 않더라도 이미 존재하고 있기 때문에 static 변수는 객체의 이름을 통해 접근하는 것이 아니라, 클래스의 이름을 통해서 접근해야한다.
-
단, static 변수가 선언된 클래스 안에서는 변수 이름으로 직접 접근이 허용된다.
-
Article 클래스 및 다른 클래스에서 접근하는 경우
Article.count = 5;
Artilce.category = "공지사항"; -
Article 클래스 내부에서 접근하는 경우
count = 6;
cetegory = " 공지 사항";
4-6. static 데이터에 접근하기 위한 메서드
-
클래스에서 정의하는 일반 메서드들은 객체의 생성과 동시에 동적 메모리 영역에서 활성화 된다.
-> 동적 메모리 영역의 입장에서는 고정 메모리 영역의 자원들은 항상 존재한다.
-> 고정 메모리 영역의 자원들은 동적 메모리의 자원들이 항상 존재하는 것이라는 보장을 받지 못한다. -
그러므로 객체의 생성과 상관 없이 static 변수에 접근하기 위한 메서드를 만들 필요가 있을 때,
메서드의 정의 과정에서 static 키워드를 사용하면 static 자원에 접근하기 위한 메서드를 만들 수 있다.public static void setCount( int count ) {
Article.count = count;
} -
메모리 영역의 차이 때문에 static 메서드는 동적 메모리 영역의 멤버변수를 사용하거나, static이 아닌
일반 멤버함수를 호출할 수 없다.
package staticobject;
//하나의 게시물을 표현하기 위한 JavaBeans
public class Article {
/*
* static은 모든 객체가 공유하는 값이다. static값은 클래스 이름을 통해서
* 접근해야 하며, 객체의 생성 여부에 상관 없이 사용이 가능하다.
*/
//전체 게시물의 수를 표현하기 위한 데이터
private static int count = 0;
// 모든 게시물은 하나의 카테고리 안에 존재한다고 가정한다.
// 게시물의 분류를 구별하기 위한 데이터
private static String category;
private int num; // 글 번호
private String title; // 글 제목
private String regDate; // 작성일자
public Article(int num, String title, String regDate) {
super();
this.num = num;
this.title = title;
this.regDate = regDate;
/*
* 이 클래스에 대한 객체 생성 -> 게시물 신규 등록
* 게시물이 새로 등록될 때 마다, 전체 글 수를 의미하는
* count 변수가 1씩 증가한다.
* 전체 게시물 수는 모든 객체가 공유하는 값이므로,
* static으로 생성되어야 한다.
*/
count++;
}
public static int getCount() {
return count;
}
public static void setCount(int count) {
Article.count = count;
}
public static String getCategory() {
return category;
}
public static void setCategory(String category) {
Article.category = category;
}
public int getNum() {
return num;
}
public void setNum(int num) {
this.num = num;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
public String getRegDate() {
return regDate;
}
public void setRegDate(String regDate) {
this.regDate = regDate;
}
@Override
public String toString() {
return "글 분류 = " + category
+ ", 전체 글 수 = " + count
+ ", Article [num= "+ num
+ ", title=" + title
+ ", regDate=" + regDate + "]";
}
}
package staticobject;
public class Calc {
// ------------------------ 싱글톤 객체 생성을 위한 준비 시작
/*
* static이 적용된 자원은 메모리의 고정영역에 생성되기 때문에, 클래스
* 자체의 객체나, 그 안에 포함된 멤버변수, 메서드와는 메모리 상에서 구별된다고 볼 수 있다.
* 그러므로 Calc 클래스 안에 static 형태로 Calc 클래스의 객체를 정의하더라도
* 코드상의 논리적인 연관관계를 위해 하나의 파일에서 정의하는 것일 뿐, 실제로는
* Calc 클래스 자체어서 독립된 객체가 되는 것이다.
* Calc 클래스 이외의 여러 곳에서 new 연산자를 사용해 객체 할당이 가능하다면
* SingleTon이라는 개념 자체가 성립되지 않으므로, 외부에서 이 객체에 직접적인
* 접근을 못하도록 은닉시킨다.
*/
private static Calc current;
//객체가 할당되지 않은 경우에만 할당하도록 하여 중복 할당을 방지한다.
public static Calc getInstance() {
if ( current == null ) {
current = new Calc();
}
return current;
}
// 객체에 null을 대입하면 메모리에서 삭제된다.
public static void freeInstance() {
current = null;
}
// 기본 생성자를 private 형태로 정의하면 객체 생성자가 은닉처리되어
// 외부에서 new 연산자를 사용한 객체할당이 금지된다.
private Calc() { }
//------------------------- 싱글톤 객체 생성을 위한 준비 끝
public int plus ( int x, int y ) {
return x + y;
}
public int minus ( int x, int y ) {
return x - y;
}
}
package staticobject;
public class Main01 {
public static void main(String[] args) {
Article.setCategory("자유게시판");
Article a1 = new Article(1, "첫번째 게시물", "2022-08-18");
Article a2 = new Article(2, "두번째 게시물", "2022-08-19");
Article a3 = new Article(3, "세번째 게시물", "2022-08-20");
System.out.println(a1.toString());
System.out.println(a2.toString());
System.out.println(a3.toString());
System.out.println("---------------------");
Article.setCategory("공지사항");
System.out.println(a1.toString());
System.out.println(a2.toString());
System.out.println(a3.toString());
}
}
package staticobject;
public class Main02 {
public static void main(String[] args) {
// Calc c1 = new Calc();
// int a = c1.plus(20, 10);
//
// Calc c2 = new Calc();
// int b = c1.minus(20, 10);
// Calc c3 = new Calc();
// int c = c3.plus(20, 10);
// int d = c3.minus(20, 10);
/*
* 싱글톤 객체 사용하기
* - getInstance() 메서드를 사용하여 객체를 리턴받는 형식으로 사용한다.
* - 여러 객체를 리턴받더라도 모두 하나의 static 객체를 참조하게 되기 때문에
* 전역 객체 하나만이 메모리에 할당되게 된다.
*/
Calc c = Calc.getInstance();
int e = c.plus(20, 10);
System.out.println(e);
System.out.println( Calc.getInstance().minus(20, 10));
}
}