[아이템 24] 멤버 클래스는 되도록 static으로 만들라

 

"중첩 클래스는 자신을 감싼 바깥 클래스에서만 쓰여야 하고,

그 외의 쓰임새가 있다면 톱 레벨 클래스로 만들어야한다."

 

왜 중첩 클래스는 바깥 클래스에서만 쓰여야 하는지

중첩 클래스는 왜 사용하는지 

알아보는 게 이번 아이템의 핵심 같다. 

 

 

💡중첩 클래스 - 다른 클래스 안에 정의된 클래스

public class A{ //톱레벨 클래스 
   ...
   public class B{ //중첩 클래스
      ...
   }
}

 

중첩 클래스의 종류

(정적 멤버 클래스를 제외한 나머지는 inner class에 해당한다.)

• 정적 멤버 클래스
• (비정적) 멤버 클래스
• 익명 클래스
• 지역 클래스

 

✅ 정적 멤버 클래스 

class 내부에 static으로 선언된 클래스

바깥 클래스의 private 멤버에도 접근할 수 있다.

public class Cafe {
    private String name = "americano";

    //열거 타입도 암시적 static
    private enum Kinds{
        AMERICANO, ESPRESSO, LATTE, CAPPUCCINO
    }

    private static class PrivateSample{
        private int temp;

        public void method(){
            Cafe outerClass = new Cafe();
            System.out.println(outerClass.name); //바깥 클래스 Cafe의 private 멤버 접근
        }
    }

    public static class PublicSample{
        private int temp;

        public void method(){
            Cafe outerClass = new Cafe();
            System.out.println(outerClass.name); //바깥 클래스 Cafe의 private 멤버 접근
        }
    }
}

 

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Cafe cafe = new Cafe();
        System.out.println(new Cafe.PublicSample());
//        System.out.println(new Cafe.PrivateSample()); //private이라 바깥 클래스에서만 접근 가능
    }
}

 

 

🧐 정적 멤버 클래스는 언제 사용할까

"정적 멤버 클래스는 흔히 바깥 클래스와 함께 쓰일 때만 유용한 public 도우미 클래스로 쓰인다."

ex)

계산기의 연산 종류를 정의하는 Operation 열거 타입이 있을 때, 

Operation은 Calculator 클래스의 public 정적 멤버 클래스가 되어야 한다.

즉, 바깥 클래스가 표현하는 객체의 한 부분일 때 사용한다.

 

 

✅ (비정적) 멤버 클래스

정적 멤버 클래스와 달리 static 붙지 않는다.

"멤버 클래스의 인스턴스는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적으로 연결된다."

멤버 클래스의 인스턴스에서 정규화된 this를 사용해 바깥 인스턴스 메서드나 참조를

가져올 수 있다.

💡정규화된 this - 클래스명.this 형태로 바깥 클래스의 이름을 명시하는 용법이다.

 

public class Name {
    private String name = "kent";

    public class PublicSample{
        public void printName(){
            System.out.println(name); //바깥 클래스의 private 멤버 가져오기
        }

        public void callNameClassMethod(){ //바깥 클래스의 메서드 호출하기
            Name.this.testMethod();
        }
    }

    //바깥 클래스의 인스턴스 메서드
    public PublicSample createPublicSample(){
        return new PublicSample();
    }

    public void testMethod(){
        System.out.println("화이팅화이팅");
    }
}

 

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Name name = new Name();
        //비정적 멤버 클래스의 인스턴스는 바깥 클래스의 인스턴스와 암묵적인 연결
        System.out.println(new Name.PublicSample()); //에러
    }
}

 

"개념상 중첩 클래스의 인스턴스가 바깥 인스턴스와 독립적으로 존재할 수 있다면 

정적 멤버 클래스로 만들어야 한다.

비정적 멤버 클래스는 바깥 인스턴스 없이는 생성할 수 없기 때문이다."

 

"비정적 멤버 클래스의 인스턴스와 바깥 인스턴스 사이의 관계는

멤버 클래스가 인스턴스화될 때 확립되며, 더 이상 변경할 수 없다."

 

"이 관계는 바깥 클래스의 인스턴스 메서드에서 비정적 멤버 클래스의 생성자를 호출할 때 

자동으로 만들어지는 게 보통이지만,

드물게 직접 바깥인스턴스클래스. new 멤버클래스(args)를 호출해 수동으로 만들기도 한다."

Name name = new Name();
Name.PublicSample publicSample = name.createPublicSample();
Name.PublicSample publicSample1 = name.new PublicSample(); //바깥인스턴스클래스.new 멤버클래스(args)

 

문제점

"이 관계 정보는 비정적 멤버 클래스의 인스턴스 안에 만드어져 메모리 공간을 차지하며,

생성 시간도 더 걸린다."

 

"... 가비지 컬렉션이 바깥 클래스의 인스턴스를 수거하지 못하는 메모리 누수가 생길 수 있다는 점이다."

 

"참조가 눈에 보이지 않으니 문제의 원인을 찾기 어려워 때때로 심각한 상황 초래 하기도 한다."

 

즉, 결론은 멤버 클래스는 되도록 static을 붙여서 정적 멤버 클래스로 만들라는 소리이다.

(바깥 인스턴스에 접근할 일이 없으면 가능한 static)

 

 

🧐 비정적 멤버 클래스는 언제 사용할까

"비정적 멤버 클래스는 어댑터를 정의할 때 자주 쓰인다."

💡 어댑터 - 어떤 클래스의 인스턴스를 감싸 마치 다른 클래스의 인스턴스처럼 보이게 하는 뷰로 사용하는 것 

 

Map 인터페이스의 구현체 예시)

keySet(), entrySet(), values()가 반환하는 자신의 컬렉션 뷰를 구현할 때 비정적 멤버 클래스 사용 

public class HashMap<K, V> extends AbstractMap<K, V>
        implements Map<K, V>, Cloneable, Serializable {

    final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K, V>> {
        // size(), clear(), contains(), remove(), ...
    }

    final class KeySet extends AbstractSet<K> {
        // size(), clear(), contains(), remove(), ...
    }

    final class Values extends AbstractCollection<V> {
        // size(), clear(), contains(), remove(), ...
    }
}

 

 

✅ 익명 클래스 

당연히 이름이 없다.

바깥 클래스의 멤버가 아니다.

"멤버와 달리, 쓰이는 시점에 선언과 동시에 인스턴스가 만들어진다."

 

익명 클래스에 대해 정리가 잘된 블로그 같아서 첨부해 본다.

https://inpa.tistory.com/entry/JAVA-☕-익명-클래스Anonymous-Class-사용법-마스터하기

 

제약 사항

• "비정적인 문맥에서 사용될 때만 바깥 클래스의 인스턴스 참조할 수 있다."
• 정적 문맥에서 상수 변수(static final) 이외의 정적 멤버는 가질 수 없다.
• 인터페이스 구현하는 동시에 다른 클래스를 상속할 수 없다.
• 클래스의 이름이 필요한 작업은 수행할 수 없다.
• 표현식 중간에 등장하기 때문에 짧지 않으면 가독성이 떨어진다.

 

 

🧐 익명 멤버 클래스는 언제 사용할까

정적 팩토리 메서드 구현할 때 사용 

static List<Integer> intArrayAsList(int[] a) {
    Objects.requiredNonNull(a);
    
    return new AbstracktList<>() {
        @Override public Integer get(int i) {
            return a[i];
        }
    }
}

 

 

✅ 지역 클래스

지역변수를 선언할 수 있는 곳이면 어디든 선언할 수 있다.

유효 범위도 지역변수와 같다.

멤버 클래스처럼 이름이 있고 반복 사용이 가능하다.

익명 클래스처럼 비정적 문맥에서 사용될 때만 바깥 인스턴스를 참조할 수 있다.

정적 멤버를 가질 수 없다.

가독성을 위해 짧게 작성해야 한다. 

 

 

정리

메서드 밖에서도 사용해야 하거나 메서드 안에 정의하기엔 너무 길다

👉 멤버 클래스

 

멤버 클래스의 인스턴스 각각이 

바깥 인스턴스를 참조 o 👉 비정적

바깥 인스턴스를 참조 x 👉 정적

 

중첩 클래스가 한 메서드 안에서만 쓰이면서 그 인스턴스를 생성하는 지점이

단 한 곳이고 해당 타입으로 쓰기에 적합한 클래스나 인터페이스가 이미 있다면

👉 익명클래스

그렇지 않으면 

👉 지역 클래스(가장 드물게 사용된다.)