객체지향 프로그래밍 I

이 글은 남궁성님의 자바의 정석 3/e을 기반으로 공부한 내용을 정리한 글입니다.

• 객체지향언어
• 클래스와 객체
• 변수와 메서드

객체지향언어

1.1 객체지향언어

객체지향언어는 기존의 프로그래밍 언어에 몇 가지 새로운 규칙을 추가한 발전된 형태이다. 규칙들을 이용해 코드 간의 관계를 유기적으로 맺어주면서 프로그램을 구성하는 것이 가능해졌다. 객체지향언어의 주요특징은 다음과 같다.

1. 코드의 재사용성이 높다.
   새로운 코드를 작성할 때 기존의 코드를 이용하여 쉽게 작성할 수 있다.
2. 코드의 관리가 용이하다.
   코드간의 관계를 이용해서 적은 노력으로 쉽게 코드를 변경할 수 있다.
3. 신뢰성이 높은 프로그래밍을 가능하게 한다.
   제어자와 메서드를 이용해서 데이터를 보호하고 올바른 값을 유지하도록 하여, 코드의 중복을 제거하여 코드의 불일치로 인한 오동작을 방지할 수 있다.

클래스와 객체

2.1 클래스와 객체의 정의와 용도

클래스란 ‘객체를 정의해놓은 것’ 또는 ‘객체의 설계도’라고 정의할 수 있다. 클래스는 객체를 생성하는데 사용되며, 객체는 클래스에 정의된 대로 생성된다.

클래스의 정의 클래스란 객체를 정의해 놓은 것이다.
클래스의 용도 클래스는 객체를 생성하는데 사용된다.

객체의 사전적 정의는 ‘실제로 존재하는 것’이다. 우리 주변의 사물들이 곧 객체이다. 객체지향이론에서는 사물과 같은 유형적인 것 뿐만 아니라, 개념이나 논리와 같은 무형적인 것들도 객체로 간주한다.

프로그래밍에서의 객체는 클래스에 정의된 내용대로 메모리에 생성된 것을 뜻한다.

객체의 정의 실제로 존재하는 것. 사물 또는 개념
객체의 용도 객체가 가지고 있는 기능과 속성에 따라 다름

클래스와 객체의 관계는 제품 설계도와 제품의 관계라고 할 수 있다. 클래스는 객체를 생성하는데 사용될 뿐, 객체 그 자체는 아니다. 원하는 기능의 객체를 사용하기 위해서는 클래스로부터 객체를 생성하는 것이 먼저이다.

클래스를 정의하고 클래스를 통해 객체를 생성하는 이유는 설계도를 통해서 제품을 만드는 이유와 같다. 하나의 설계도를 잘 만들어 놓으면 제품을 만드는 일이 쉬워지기 때문이다.

JDK에서는 프로그래밍을 위해 많은 수의 유용한 클래스(Java API)를 기본적으로 제공하고 있으며, 이 클래스들을 이용해서 원하는 기능의 프로그램을 보다 쉽게 작성할 수 있다.

2.2 객체와 인스턴스

클래스로부터 객체를 만드는 과정을 클래스의 ‘인스턴스화(instantiate)’라고 하며, 어떤 클래스로부터 만들어진 객체를 그 클래스의 ‘인스턴스(instance)’라고 한다.

인스턴스는 객체와 같은 의미이지만, 객체는 모든 인스턴스를 대표하는 포괄적인 의미를 가지고 있으며, 인스턴스는 어떤 클래스로부터 만들어진 것인지를 강조하는 보다 구체적인 의미를 가지고 있다.

2.3 객체의 구성요소 - 속성과 기능

객체는 속성과 기능, 두 종류의 구성요소로 이루어져 있으며, 일반적으로 객체는 다수의 속성과 다수의 기능을 갖는다. 즉, 객체는 속성과 기능의 집합이라고 할 수 있다. 객체가 가지고 있는 속성과 기능을 그 객체의 멤버(구성원, member)라 한다.

클래스는 객체를 정의한 것이므로 클래스에는 객체의 모든 속성과 기능이 정의되어 있다. 클래스로부터 객체를 생성하면, 클래스에 정의된 속성과 기능을 가진 객체가 만들어지는 것이다.

속성과 기능은 같은 뜻의 여러 용어가 있다.

속성(property) 멤버변수(member variable), 특성(attribute), 필드(field), 상태(state)
기능(function) 메서드(method), 함수(function), 행위(behavior)

2.4 인스턴스의 생성과 사용

클래스로부터 인스턴스를 생성하는 방법은 일반적으로 다음과 같다.

  클래스명 변수명;
  변수명 = new 클래스명();

인스턴스와 참조변수의 관계는 Tv와 리모컨의 관계와 같다. 인스턴스는 참조변수를 통해서만 다룰 수 있으며, 참조변수의 타입은 인스턴스의 타입과 일치해야한다.

같은 클래스로부터 생성되었을지라도 각 인스턴스의 속성(멤버변수)은 서로 다른 값을 유지할 수 있으며, 메서드의 내용은 모든 인스턴스에 대해 동일하다.

참조변수에는 하나의 값(주소)만이 저장될 수 있으므로 둘 이상의 참조변수가 하나의 인스턴스를 가리키는(참조하는) 것은 가능하지만 하나의 참조변수로 여러 개의 인스턴스를 가리키는 것은 불가능하다.

2.5 객체 배열

객체 역시 배열로 다루는 것이 가능하며, 이를 ‘객체 배열’이라고 한다. 객체 배열 안에 객체가 저장되는 것은 아니고, 객체의 주소가 저장된다. 즉, 객채 배열은 참조변수들을 하나로 묶음 참조 변수 배열이다.

객채 배열을 생성하는 것은 객체를 다루기 위한 참조변수들이 만들어진 것일 뿐, 객체가 저장되지 않았다. 객체를 생성해서 객채 배열의 각 요소에 저장을 해야한다.

객채 배열도 같은 타입의 객체만 저장할 수 있다.

2.6 클래스의 또 다른 정의

객체지향이론의 관점에서 클래스는 ‘객체를 생성하기 위한 틀’이며 ‘속성과 기능으로 정의되어있다’고 했다. 프로그래밍적인 관점에서 클래스의 정의와 의미는 조금 다르다.

1. 클래스 - 데이터와 함수의 결합

프로그래밍언어에서 데이터 처리를 위한 데이터 저장형태의 발전과정은 다음과 같다.

1. 변수 하나의 데이터를 저장할 수 있는 공간
2. 배열 같은 종류의 여러 데이터를 하나의 집합으로 저장할 수 있는 공간
3. 구조체 서로 관련된 여러 데이터를 종류에 관계없이 하나의 집합으로 저장할 수 있는 공간
4. 클래스 데이터와 함수의 결합(구조체 + 함수)

함수는 주로 데이터를 가지고 작업을 하기 때문에 데이터와 함수는 관계가 깊다. 객체지향언어에서는 변수(데이터)와 함수를 하나의 클래스에 정의하여 서로 관계가 깊은 변수와 함수들을 함께 다룰 수 있게 했다.

서로 관련된 변수들을 정의하고 이들에 대한 작업을 수행하는 함수들을 함께 정의한 것이 클래스이다. 자바에서는 String이라는 클래스로 문자열을 다룬다. 문자열을 문자의 배열이 아닌 클래스로 정의한 이유는 문자열과 문자열을 다루는데 필요한 함수들을 함께 묶기 위해서이다.

  public final class String implements java.io.Serializable, Comparable {
    private char[] value;

    public String replace(char oldChar, char newChar) {
      ...
      char[] val = value;
      ...
    }
    ...
  }

실제 String클래스의 소스 일부이다. 클래스 내부에 문자형 배열을 선언하고, 문자열을 다루는 데 필요한 함수들을 함께 정의해 놓았다.

2. 클래스 - 사용자정의 타입(user-defined type)

프로그래밍언어에서 제공하는 자료형(primitive type)외에 프로그래머가 서로 관련된 변수들을 묶어서 하나의 타입으로 새로 추가하는 것을 사용자정의 타입(user-defined type)이라고 한다. 객체지향언어에서는 클래스가 곧 사용자 정의 타입이다. 기본형의 개수는 8개로 정해져 있지만 참조형의 개수가 정해져 있지 않은 이유는 프로그래머가 새로운 타입을 추가할 수 있기 때문이다.

위로

변수와 메서드

3.1 선언위치에 따른 변수의 종류

변수는 클래스변수, 인스턴스변수, 지역변수 모두 세 종류가 있다. 변수의 종류를 결정하는 중요한 요소는 ‘변수의 선언된 위치’이므로 변수의 종류를 파악하기 위해서는 변수가 어느 영역에 선언되었는지를 확인하는 것이 중요하다. 멤버변수를 제외한 나머지 변수들은 모두 지역변수이며, 멤버변수 중 static이 붙은 것은 클래스변수, 붙지 않은 것은 인스턴스변수이다.

1. 인스턴스변수(instance variable)

클래스 영역에 선언되며, 클래스의 인스턴스를 생성할 때 만들어진다. 그렇기 때문에 인스턴스 변수의 값을 읽어 오거나 저장하기 위해서는 먼저 인스턴스를 생성해야한다.

인스턴스는 독립적인 저장공간을 가지므로 서로 다른 값을 가질 수 있다. 인스턴스마다 고유한 상태를 유지해야하는 속성의 경우, 인스턴스변수로 선언한다.

2. 클래스변수(class variable)

클래스 변수를 선언하는 방법은 인스턴스변수 앞에 static을 붙이기만 하면 된다. 인스턴스마다 독립적인 저장공간을 갖는 인스턴스변수와는 달리, 클래스변수는 모든 인스턴스가 공통된 저장공간(변수)를 공유하게 된다. 한 클래스의 모든 인스턴스들이 공통적인 값을 유지해야하는 속성의 경우, 클래스변수로 선언해야 한다.

클래스 변수는 인스턴스변수와 달리 인스턴스를 생성하지 않고 바로 사용할 수 있다는 특징이 있으며, 클래스이름.클래스변수와 같은 형식으로 사용한다.

클래스가 메모리에 ‘로딩(loading)’될 때 생성되서 프로그램이 종료될 때까지 유지되며, public을 앞에 붙이면 같은 프로그램 내에서 어디서나 접근할 수 있는 전역변수(global variable)의 성격을 가진다.

| 참고 | 참조변수의 선언이나 객체의 생성과 같이 클래스의 정보가 필요할 때, 클래스는 메모리에 로딩된다.

3. 지역변수(local variable)

메서드 내에서 선언되어 메서드 내에서만 사용 가능하며, 메서드가 종료되면 소멸되어 사용할 수 없게 된다. for문 또는 while문의 블럭 내에 선언된 지역변수는 선언된 블럭 내에서만 사용 가능하며, 블럭을 벗어나면 소멸되어 사용할 수 없게 된다.

3.2 클래스변수와 인스턴스변수

인스턴스변수는 인스턴스가 생성될 때마다 생성되므로 각기 다른 값을 유지할 수 있지만, 클래스 변수는 모든 인스턴스가 하나의 저장공간을 공유하므로, 항상 공통된 값을 가진다.

예를 들어, 카드 게임에 사용되는 카드를 클래스로 정의할 때, 각 카드의 무늬와 숫자는 인스턴스변수가 되고, 공통적인 값인 폭과 높이는 클래스변수가 된다.

3.3 메서드

메서드(method)는 특정 작업을 수행하는 일련의 문장들을 하나로 묶은 것이다. 기본적으로 수학의 함수와 유사하며, 어떤 값을 입력하면 이 값으로 작업을 수행해서 결과를 반환한다.

| 참고 | 수학의 함수와 달리 메서드는 입력값 또는 출력값(결과값)이 없을 수도 있다. 심지어 둘 다 없을 수도 있다.

메서드를 사용하는 이유

1. 높은 재사용성(reusability) Java API에서 제공하는 메서드들을 사용한 것처럼 한번 만들어 놓은 메서드는 몇 번이고 호출할 수 있으며, 다른 프로그램에서도 사용이 가능하다.

2. 중복된 코드의 제거 코드를 작성하다보면, 같은 내용이 여러 곳에 반복해서 나타날 때가 있다. 이런 문장들을 묶어 하나의 메서드로 작성해 놓으면, 메서드를 호출하는 한 문장으로 대처할 수 있다. 이렇게 하면, 전체 소스 코드의 길도 짧아지고, 변경사항이 발생했을 때 수정해야할 코드의 양이 줄어 오류가 발생할 가능성도 줄어든다.

3. 프로그램의 구조화 큰 규모의 프로그램에서는 문장들을 작업단위로 나눠서 여러 개의 메서드에 담아 프로그램의 구조를 단순화 시키는 것이 필수적이다.

main메서드는 프로그램의 전체 흐름이 한눈에 들어올 정도로 단순하게 구조화하는 것이 좋다. 프로그램을 설계할 때 처음에 내용이 없는 메서드를 작업단위로 만들어 놓고, 하나씩 완성해가는 것도 프로그램을 구조화하는 좋은 방법이다.

3.4 메서드의 선언과 구현

메서드는 크게 두 부분, 선언부(header, 머리)와 구현부(body, 몸통)로 이루어져 있다. 메서드를 정의한다는 것은 선언부와 구현부를 작성하는 것을 뜻하며 다음과 같은 형식으로 메서드를 정의한다.

반환타입 메서드이름 (타입 변수명, 타입 변수명, ...) {
  // 메서드 호출 시 수행될 코드
}

메서드 선언부(method declaration, method header)

메서드 선언부는 ‘메서드의 이름’과 ‘매개변수 선언’, 그리고 ‘반환타입’으로 구성되어 있으며, 메서드가 작업을 수행하기 위해 어떤 값들을 필요로 하고 작업의 결과로 어떤 타입의 값을 반환하는지에 대한 정보를 제공한다.

메서드의 선언부는 후에 변경사항이 발생하지 않도록 신중하게 작성해야한다. 메서드의 선언부를 변경하게 되면, 그 메서드가 호출되는 모든 곳도 같이 변경해야 하기 때문이다.

매개변수 선언(parameter declaration)

매개변수는 메서드가 작업을 수행하는데 필요한 값들(입력)을 제공받기 위한 것이며, 필요한 값의 개수만큼 변수를 선언하며 각 변수 간의 구분은 쉼표 ,를 사용한다. 일반적인 변수선언과 달리 두 변수의 타입이 같아도 변수의 타입을 생략할 수 없다.

선언할 수 있는 매개변수의 개수는 거의 제한이 없지만, 입력해야할 값의 개수가 많을 경우 배열이나 참조변수를 사용하면 된다. 값을 입력받을 필요가 없다면 괄호 안에 아무 것도 적지 않는다.

| 참고 | 매개변수도 메서드 내에 선언된 것으로 간주되므로 ‘지역변수(local variable)’이다.

메서드의 이름(method name)

메서드의 이름도 앞서 배운 변수의 명명규칙대로 작성하면 된다. 메서드는 특정 작업을 수행하므로 메서드의 이름은 add처럼 동사인 경우가 많으며, 이름만으로도 메서드의 기능을 쉽게 알 수 있도록 지어야 한다.

반환타입(return type)

메서드의 작업수행 결과(출력)인 반환값(return value)의 타입을 적는다. 반환값이 없는 경우 반환타입으로 void를 적어야한다. 예를 들어 구구단 전체를 출력하는 경우, 작업을 수행하는데 필요한 값도, 작업수행의 결과인 반환값도 없기 때문에 반환타입이 void이다.

| 참고 | ‘void’는 ‘아무 것도 없음’을 의미한다.

메서드의 구현부(method body, 메서드 몸통)

메서드 선언부 다음에 오는 괄호 { }를 ‘메서드의 구현부’라고 하는데, 여기에 메서드를 호출했을 때 수행될 문장들을 넣는다.

return문

메서드의 반환타입이 void가 아닌 경우, 구현부 { }안에 return 반환값;이 반드시 포함되어 있어야 한다. 이 문장은 작업을 수행한 결과인 반환값을 호출한 메서드로 전달하는데, 이 값의 타입은 반환타입과 일치하거나 적어도 자동 형변환이 가능한 것이어야 한다.

여러 개의 변수를 선언할 수 있는 매개변수와 달리 return문은 단 하나의 값만 반환할 수 있는데, 메서드로의 입력(매개변수)은 여러 개일 수 있어도 출력(반환값)은 최대 하나만 허용하는 것이다.

지역변수(local variable)

메서드 내에 선언된 변수들은 그 메서드 내에서만 사용할 수 있으므로 서로 다른 메서드라면 같은 이름의 변수를 선언해도 된다. 이처럼 머세드 내에 선언된 변수를 ‘지역변수(local variable)’라고 한다.

| 참고 | ‘매개변수’도 메서드 내에 선언된 것으로 간주되서 ‘지역변수’이다.

3.5 메서드의 호출

메서드를 정의했어도 호출되지 않으면 아무 일도 일어나지 않는다. 왜냐하면 메서드를 호출해야만 구현부 { }의 문장들이 수행되기 때문이다. 메서드를 호출하는 방법은 다음과 같다.

  메서드이름(값1, 값2, ...);

인자(argument)와 매개변수(parameter)

메서드를 호출할 때 괄호 ( )안에 지정해준 값들을 ‘인자(argument)’ 또는 ‘인수’라고 하는데, 인자의 개수와 순서는 호출된 메서드에 선언된 매개변수와 일치해야 한다. 그리고 인자는 메서드가 호출되면서 매개변수에 대입되므로, 인자의 타입은 매개변수의 타입과 일치하거나 자동 형변환이 가능한 것이어야 한다.

  public static void main(String[] args) {
    ...
    int result = add(3, 5);
  }

  int add(int x, int y) {
    int result = x + y;
    return result;
  }

반환타입이 void가 아닌 경우, 메서드가 작업을 수행하고 반환한 값을 대입 연산자로 변수에 저장하는 것이 보통이지만, 저장하지 않아도 문제가 되지 않는다.

메서드의 실행흐름

같은 클래스 내의 메서드끼리는 참조변수를 사용하지 않고도 서로 호출이 가능하지만 static메서드는 같은 클래스 내의 인스턴스 메서드를 호출할 수 없다.

메서드가 호출되면 지금까지 실행 중이던 메서드는 실행을 잠시 멈추고 호출된 메서드의 문장들이 실행된다. 호출된 메서드의 작업이 모두 끝나면, 다시 호출한 메서드로 돌아와 이후의 문장들을 실행한다.

메서드는 호출시 넘겨받은 값으로 연산을 수행하고 그 결과를 반환하면서 종료된다. 반환된 값은 대입연사자에 의해서 변수 value에 저장된다. 메서드의 결과를 저장하기 위한 변수 value 역시 반환값과 같은 타입이거나 반환값이 자동 형변환되어 저장될 수 있는 타입이어야 한다.

3.6 return문

return문은 현재 실행 중인 메서드를 종료하고 호출한 메서드로 되돌아간다. 원래 반환값의 유무에 관계없이 모든 메서드에는 적어도 하나의 return문이 있어야 한다. 반환타입이 void인 경우, 컴파일러가 메서드의 마지막에 return;을 자동으로 추가해주었기 때문에 없어도 문제가 없었던 것이다.

반환타입이 void가 아닌 경우, 즉 반환값이 있는 경우 반드시 return문이 있어야한다. return문이 없으면 컴파일 에러(error: missing return statement)가 발생한다.

  int max(int a, int b) {
    if(a > b)
      return a;
  }

위 코드를 실행하면 return문이 없다는 에러가 발생한다. 이유는 if문 조건식의 결과에 따라 return문이 실행되지 않을 수도 있기 때문이다. 다음과 같이 else블럭에 return문을 추가해서, 항상 결과값이 반환되도록 해야 한다.

  int max(int a, int b) {
    if(a > b)
      return a;
    else
      return b;
  }

반환값(return value)

return문의 반환값으로 주로 변수가 오지만 항상 그런 것은 아니다.

  int add(int x, int y) {
    int result = x + y;
    return result;
  }

위 코드를 아래와 같이 간략히 할 수 있는데, return문의 반환값으로 ‘x + y’라는 수식이 적혀있다. 그렇다고 해서 수식이 반환되는 것은 아니고, 이 수식을 계산한 결과가 반환된다.

  int add(int x, int y) {
    return x + y;
  }

매개변수의 유효성 검사

메서드의 구현부 { }를 작성할 때, 제일 먼저 해야하는 일이 매개변수의 값이 적절한 것인지 확인하는 것이다. 절대 알아서 적절한 값을 넘겨 줄 것이라고 생각해서는 안된다. 타입만 맞으면 어떤 값도 매개변수를 통해 넘어올 수 있기 때문에, 가능한 모든 경우의 수에 대해 고민하고 대비한 코드를 작성해야한다.

적절하지 않은 값이 매개변수를 통해 넘어온다면 매개변수의 값을 보정하던가, 보정하는 것이 불가능하다면 return문을 사용해서 작업을 중단하고 호출한 메서드로 되돌아가야한다.

3.7 JVM의 메모리 구조

응용프로그램이 실행되면, JVM은 시스템으로부터 프로그램을 수행하는데 필요한 메모리를 할당받고 JVM은 이 메모리를 용도에 따라 여러 영역으로 나누어 관리한다.

1. 메서드 영역(method area) - 프로그램 실행 중 어떤 클래스가 사용되면, JVM은 해당 클래스의 클래스파일(*.class)을 읽어서 분석하여 클래스에 대한 정보(클래스 데이터)를 이곳에 저장한다. 이 때, 그 클래스의 클래스변수(class variable)도 이 영역에 함께 생성된다.

2. 힙(heap) - 인스턴스가 생성되는 공간. 프로그램 실행 중 생성되는 인스턴스는 모두 이곳에 생성된다. 즉, 인스턴스변수(instance variable)도 이 영역에 함께 생성된다.

3. 호출스택(call stack 또는 execution stack) - 호출스택은 메서드의 작업에 필요한 메모리 공간을 제공한다. 메서드가 호출되면, 호출스택에 호출된 메서드를 위한 메모리가 할당되며, 이 메모리는 메서드가 작업을 수행하는 동안 지역변수(매개변수 포함)들과 연산의 중간결과 등을 저장하는데 사용된다. 그리고 메서드가 작업을 마치면 할당되었던 메모리공간은 반환되어 비워진다.

각 메서드를 위한 메모리상의 작업공간은 서로 구별되며, 첫 번째로 호출된 메서드를 위한 작업공간이 호출스택의 맨 밑에 마련되고, 첫 번째 메서드 수행 중에 다른 메서드를 호출하면, 첫 번째 메서드의 바로 위에 두 번째로 호출된 메서드를 위한 공간이 마련된다. 이 때 첫 번째 메서드는 수행을 멈추고 두 번째 메서드가 수행을 시작한다. 두 번째로 호출된 메서드가 수행을 마치게 되면, 두 번째 메서드를 위해 제공되었던 호출스택의 메모리공간이 반환되며, 첫 번째 메서드가 다시 수행을 계속하게 된다. 첫 번째 메서드가 수행을 마치면, 마찬가지로 제공되었던 메모리 공간이 호출스택에서 제거되며 호출스택은 완전히 비워지게 된다.

호출스택의 특징을 정리해보면 다음과 같다.

• 메서드가 호출되면 수행에 필요한 만큼의 메모리를 스택에 할당받는다.
• 메서드가 수행을 마치고나면 사용했던 메모리를 반환하고 스택에서 제거된다.
• 호출스택의 제일 위에 있는 메서드가 현재 실행 중인 메서드이다.
• 아래에 있는 메서드가 바로 위의 메서드를 호출한 메서드이다.

3.8 기본형 매개변수와 참조형 매개변수

메서드를 호출할 때 매개변수로 지정한 값을 메서드의 매개변수에 복사해서 넘겨준다. 매개변수의 타입이 기본형(primitive type)일 때는 기본형 값이 복사되겠지만, 참조형(reference type)이면 인스턴스의 주소가 복사된다.

메서드의 매개변수를 기본형으로 선언하면 단순히 저장된 값만 얻지만, 참조형으로 선언하면 값이 저장된 곳의 주소를 알 수 있다.

기본형 매개변수 변수의 값을 읽기만 할 수 있다.(read only) 참조형 매개변수 변수의 값을 읽고 변경할 수 있다.(read & write)

class Data {
  int x;
}

class PrimitiveParam {
  public static void main(String[] args) {
    Data d = new Data();
    d.x = 10;
    System.out.println("main() : x = " + d.x);

    change(d.x);
    System.out.println("After change(d.x)");
    System.out.println("main() : x = " + d.x);
  }

  static void change(int x) {
    x = 1000;
    System.out.println("change() : x = " + x);
  }
}

위 코드를 실행했을 때 최종적인 x 값은 1000이 아니라 10이 나온다. 메서드가 실행되면서 d.x의 값이 변경된 것이 아니라, change메서드의 매개변수 x의 값이 변경된 것이다. 즉, 복사본이 변경된 것이라 원본에는 아무런 영향이 없었던 것이다. 이처럼 기본형은 읽을 수만 있고 변경할 수는 없다.

class Data {
  int x;
}

class ReferenceParam {
  public static void main(String[] args) {
    Data d = new Data();
    d.x = 10;
    System.out.println("main() : x = " + d.x);

    change(d.x);
    System.out.println("After change(d.x)");
    System.out.println("main() : x = " + d.x);
  }

  static void change(Data d) {
    d.x = 1000;
    System.out.println("change() : x = " + d.x);
  }
}

앞선 코드와 다르게 change메서드를 호출한 후에 값이 바뀌었다. change메서드의 매개변수를 참조형으로 선언했기 때문에, x의 값이 아닌 주소가 매개변수 d에 복사된다. 따라서 main메서드의 참조변수 d와 change메서드의 참조변수 d는 같은 객체를 가리키게 되므로, 매개변수 d로 x의 값을 읽는 것과 변경하는 것이 모두 가능하다.

3.9 참조형 반환타입

반환타입도 참조형이 될 수 있다. 반환하는 값의 타입이 참조형이 되는 것인데, 모든 참조형 타입의 값은 ‘객체의 주소’이므로 정수값이 반환되는 것이다.

class Data {
  int x;
}

class  ReferenceParam {
  public static void main(String[] args) {
    Data d = new Data();
    d.x = 10;

    Data d2 = copy(d);
    System.out.println("d.x = " + d.x);
    System.out.println("d2.x = " + d2.x);
  }

  static Data copy(Data d) {
    Data tmp = new Data();
    tmp.x = d.x;

    return tmp;
  }
}

copy메서드는 새로운 객체를 생성하여 매개변수로 넘겨받은 객체에 저장된 값을 복사해서 반환한다. 반환하는 값이 Data객체의 주소이므로 반환 타입이 ‘Data’인 것이다. 따라서 호출결과를 저장하는 변수의 타입 역시 ‘Data’타입의 참조변수이어야 한다.

copy메서드 내에서 생성한 객체를 main메서드에서 사용할 수 있으려면, 새로운 객체의 주소를 반환해줘야 한다. 그렇지 않으면, copy메서드가 종료되면서 새로운 객체의 참조가 사라지기 때문에 더 이상 객체를 사용할 수 없다.

3.10 재귀호출(recursive call)

메서드의 내부에서 메서드 자신을 다시 호출하는 것을 ‘재귀호출(recursive call)’이라 하고, 재귀호출을 하는 메서드를 ‘재귀 메서드’라 한다.

  void method() {
    method();
  }

‘메서드 호출’이라는 것은 특정 위치에 저장되어 있는 명령을 수행하는 것이기 때문에 자신을 호출하는 것이 가능하다. 오로지 재귀호출뿐이면, 무한반복에 빠지게 된다. 따라서 재귀호출도 조건문이 필수적으로 따라다닌다.

  void method(int n) {
    if(n == 0)
      return;
    System.out.println(n);

    method(--n);
  }

위 코드는 매개변수 n을 1씩 감소시켜가면서 재귀호출을 하다가 n의 값이 0이 되면 재귀호출을 중단하게 된다. 대부분의 재귀호출은 반복문으로 작성하는 것이 가능하다. 위 코드를 반복문으로 작성하면 아래와 같다.

  void method(int n) {
    while(n != 0) {
      System.out.println(n--);
    }
  }

반복문은 같은 문장을 반복해서 수행하는 것이지만, 재귀호출은 메서드를 호출하기 때문에, 매개변수 복사와 종료 후 복귀할 주소저장 등의 몇 가지 과정이 추가로 필요하기 때문에 반복문보다 수행시간이 더 오래 걸린다. 그럼에도 사용하는 이유는 재귀호출이 주는 논리적 간결함 때문이다.

재귀호출로 작성하면 몇 겹의 반복문과 조건문으로 복잡하게 작성된 코드가 단순한 구조로 바뀔 수도 있다. 효율적이라도 알아보기 힘든 것보단 조금 비효율적이더라도 알아보기 쉽게 작성하는 것이 논리적 오류가 발생할 확률도 줄어들고 나중에 수정하기도 좋다.

대표적인 재귀호출의 예는 팩토리얼(factorial)을 구하는 것이다.

class Factorial {
  public static void main(String[] args) {
    int result = factorial(4);

    System.out.println(result);
  }

  static int factorial(int n) {
    int result = 0;

    if(n == 1)
      result = 1;
    else
      result = n * factorial(n - 1);

    return result;
  }
}

factorial메서드가 static메서드이므로 인스턴스를 생성하지 않고 직접 호출할 수 있다. 그리고 main메서드와 같은 클래스에 있기 때문에 static메서드를 호출할 때 클래스이름을 생략하는 것이 가능하다.

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3.11 클래스 메서드(static메서드)와 인스턴스 메서드

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