[Java] Object, 불변, String 클래스
13. Object
java.lang 패키지
- 자바 언어를 이루는 가장 기본이 되는 클래스들을 보관하는 패키지
- java.lang 패키지의 대표적인 클래스들
- Object : 모든 자바 객체의 부모 클래스
- String : 문자열
- Integer, Long, Double : 래퍼타입 (기본형 데이터 타입을 객체로 만든 것)
- Class : 클래스 메타 정보
- System : 시스템과 관련된 기본 기능들 제공
- java.lang 패키지는 자동으로
ìmport된다. (import생략 가능)
Object 클래스
- 자바의 모든 클래스의 최상위 부모 클래스는 항상
Object클래스이다.- 상속 받을 부모 클래스가 없으면 묵시적으로
Object클래스를 상속 받는다. - 묵시적(implicit) vs. 명시적(explicit)
- 묵시적 : 코드에 직접 기술하지 않아도 시스템 또는 컴파일러에 의해 자동 수행
- 명시적 : 코드에 직접 기술해서 작동
- 상속 받을 부모 클래스가 없으면 묵시적으로
자바에서 Object 클래스가 최상위 부모 클래스인 이유
- 모든 객체에 필요한 공통 기능을 제공
- toString(), equals(), getClass(), ..
- 모든 객체를
Object타입으로 처리할 수 있어서 다형성 구현 가능
Object 클래스의 다형성
private static void action(Object obj) {
if (obj instanceof Dog dog) { // 다운캐스팅
dog.sound();
} else if (obj instanceof Car car) {
car.move();
}
}
Object타입의 매개변수를 사용하면 어떤 객체든 인자로 전달 가능obj.sound()호출 불가(메서드 오버라이딩 불가) -> obj는 최종 부모 클래스이기 때문에 sound() 호출을 위해서 다운캐스팅 해야 한다.
Object 배열
Object[]: 세상의 모든 객체를 담을 수 있는 배열size(Object[] objects)메서드 : 배열에 담긴 객체의 수를 세는 역할 담당Object타입만 사용하기 때문에 새로운 클래스가 추가되거나 변경되어도 메서드의 수정이 필요없다.
toString()
- Object 클래스의 메서드
- 객체의 정보를 제공
- 모든 클래스에서 상속 받아 사용 가능
- 실행 결과 : ` java.lang.Object@a09ee92`
println()println()내부에서toString()을 호출하여 결과 출력toString()을 호출할 필요 없이 객체를 바로 전달하면 객체 정보 출력
- 보통
toString()을 오버라이딩해서 정보를 제공한다.toString()을 오버라이딩 하지 않는다면Object클래스가 제공하는 기본toString()메서드를 사용한다.
equals()
Object가 제공하는 동등성 비교를 위한 메서드- 동일성 (Identity) :
==연산자를 사용해서 두 객체의 참조가 동일한 객체를 가리키고 있는 지 확인 - 동등성 (Equality) :
equals()메서드를 사용해서 두 객체가 논리적으로 동등한 지 확인
- 동일성 (Identity) :
equals()메서드 내부public boolean equals(Object obj) { return (this == obj); }Object가 기본으로 제공하는equals()는==으로 동일성 비교를 제공한다.- 동등성 비교를 위해서는 메서드 재정의가 필요하다.
public class UserV2 { private String id; public UserV2(String id) { this.id = id; } @Override public boolean equals(Object obj) { UserV2 user = (UserV2) obj; return id.equals(user.id); }- 문자열 비교는
equals()를 사용
- 문자열 비교는
14. 불변 객체
기본형과 참조형 공유
- 기본형 : 하나의 값을 여러 변수에서 절대로 공유하지 않는다.
- 참조형 : 하나의 객체를 참조값을 통해 여러 변수에서 공유할 수 있다.
사이드 이펙트 (side effect)
- 프로그램의 특정 부분에서 발생한 변경이 다른 부분에 의도치 않게 영향을 미치는 경우에 발생
- 디버깅이 어려워지고 코드의 안정성 저하
- 처음부터 서로 다른 객체를 참조하면 해결 가능하지만, 메모리와 성능상 비효율적
- 여러 변수가 하나의 객체를 공유하는 것을 막을 수 없다. => 불변객체 도입
불변 객체 (Immutable Object)
- 사이드 이펙트는 객체를 공유한 뒤, 공유된 객체의 값을 변경 할 때 발생한다.
- 불변 객체 도입
public class ImmutableAddress { private final String value; // 값 변경 불가 public ImmutableAddress(String value) { this.value = value; } public String getValue() { return value; } @Override public String toString() { return "Address{" + "value='" + value + '\'' + '}'; } } public static void main(String[] args) { ImmutableAddress address = new ImmutableAddress("서울"); MemberV2 memberA = new MemberV2("회원A", address); MemberV2 memberB = new MemberV2("회원B", address); //회원B의 주소를 부산으로 변경해야함 // memberB.getAddress().setValue("부산"); // 컴파일 오류 memberB.setAddress(new ImmutableAddress("부산")); System.out.println("memberA = " + memberA); // 서울 System.out.println("memberB = " + memberB); // 부산 }final로 필드 선언- 생성자를 통해서만 값을 설정 가능하다.
memberB.setAddress(new ImmutableAddress("부산"))- 값을 변경하기 위해 새로운 주소 객체를 만들어서 전달한다.
- 값을 변경하기 위해 새로운 주소 객체를 만들어서 전달한다.
15. String 클래스
char, String
- char : 문자 하나를 다룰 때 사용
- String : 문자열을 다룰 때 사용
- String은 참조형 클래스
- 즉, String을 사용한 변수에는 String 인스턴스의 참조값만 들어갈 수 있다.
하지만 문자열은 매우 자주 사용되기 때문에 자바에서는String str1 = "hello"라고 입력시String str1 = new String("hello")와 같이 변경해준다.
기능
- length() : 문자열의 길이를 반환한다.
- charAt(int index) : 특정 인덱스의 문자를 반환한다.
- substring(int beginIndex, int endIndex) : 문자열의 부분 문자열을 반환한다.
- indexOf(String str) : 특정 문자열이 시작되는 인덱스를 반환한다.
- toLowerCase(), toUpperCase() : 문자열을 소문자 또는 대문자로 변환한다.
- trim() : 문자열 양 끝의 공백을 제거한다.
- concat(String str) : 문자열을 더한다.
- 자바는 문자열을 더할 때 편의상
+연산을 제공하고 있다.
- 자바는 문자열을 더할 때 편의상
문자열 풀
public static void main(String[] args) {
String str3 = "hello";
String str4 = "hello";
System.out.println("리터럴 == 비교: " + (str3 == str4)); // true
System.out.println("리터럴 equals 비교: " + (str3.equals(str4))); // true
}
- 자바가 실행되는 시점에 클래스에 문자열 리터럴이 있으면 문자열 풀에 String 인스턴스를 미리 만들어둔다.
- 같은 문자열이 있으면 인스턴스를 만들지 않는다.
- 같은 문자를 사용하는 경우 메모리 사용과 문자를 만드는 시간을 줄이기 때문에 성능이 최적화된다.
String 클래스 - 불변 객체
- String은 불변 객체이다.
- 생성 이후에 절대로 내부의 문자열 값을 변경할 수 없다.
- 사이드 이펙트 문제를 방지 하기 위해 불변 객체로 설계
- 변경이 필요한 경우, 새로운 결과를 만들어서 반환해야 한다.
String 클래스의 주요 메서드
- 문자열 정보 조회
length(): 문자열의 길이를 반환한다.isEmpty(): 문자열이 비어 있는지 확인한다. (길이가 0)isBlank(): 문자열이 비어 있는지 확인한다. (길이가 0이거나 공백(Whitespace)만 있는 경우)charAt(int index): 지정된 인덱스에 있는 문자를 반환한다.
- 문자열 비교
equals(Object anObject): 두 문자열이 동일한지 비교한다.equalsIgnoreCase(String anotherString): 두 문자열을 대소문자 구분 없이 비교한다.compareTo(String anotherString): 두 문자열을 사전 순으로 비교한다.compareToIgnoreCase(String str): 두 문자열을 대소문자 구분 없이 사전적으로 비교한다.startsWith(String prefix): 문자열이 특정 접두사로 시작하는지 확인한다.endsWith(String suffix): 문자열이 특정 접미사로 끝나는지 확인한다.
- 문자열 검색
contains(CharSequence s): 문자열이 특정 문자열을 포함하고 있는지 확인한다.indexOf(String ch)/indexOf(String ch, int fromIndex): 문자열이 처음 등장하는 위치를 반환한다.lastIndexOf(String ch): 문자열이 마지막으로 등장하는 위치를 반환한다.
- 문자열 조작 및 변환
substring(int beginIndex)/substring(int beginIndex, int endIndex): 문자열의 부분 문자열을 반환한다.concat(String str): 문자열의 끝에 다른 문자열을 붙인다.replace(CharSequence target, CharSequence replacement): 특정 문자열을 새 문자열로 대체한다.replaceAll(String regex, String replacement): 문자열에서 정규 표현식과 일치하는 부분을 새 문자열로 대체한다.replaceFirst(String regex, String replacement): 문자열에서 정규 표현식과 일치하는 첫 번째 부분을 새 문자열로 대체한다.toLowerCase()/toUpperCase(): 문자열을 소문자나 대문자로 변환한다.trim(): 문자열 양쪽 끝의 공백을 제거한다. 단순Whitespace만 제거할 수 있다.strip():Whitespace와 유니코드 공백을 포함해서 제거한다. 자바 11
- 문자열 분할 및 조합
split(String regex): 문자열을 정규 표현식을 기준으로 분할한다.join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements): 주어진 구분자로 여러 문자열을 결합한다.
- 기타 유틸리티
valueOf(Object obj): 다양한 타입을 문자열로 변환한다.toCharArray():문자열을 문자 배열로 변환한다.format(String format, Object... args): 형식 문자열과 인자를 사용하여 새로운 문자열을 생성한다.matches(String regex): 문자열이 주어진 정규 표현식과 일치하는지 확인한다.
StringBuilder - 가변 String
String클래스의 단점String의 내부 값은 변경할 수 없기 때문에 새로운String객체를 생성한다.- 컴퓨터의 CPU, 메모리 자원을 더 많이 사용해야 한다.
- StringBuilder
- 자바가 제공하는 가변
String - 내부의 값을 바로 변경할 수 있어 새로운 객체를 생성할 필요가 없다.
public final class StringBuilder { char[] value;// 자바 9 이전 byte[] value;// 자바 9 이후 //여러 메서드 public StringBuilder append(String str) {...} public int length() {...} ... }
public static void main(String[] args) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append("A"); sb.append("B"); sb.append("C"); sb.append("D"); sb.insert(4, "Java"); sb.delete(4, 8); sb.reverse(); String string = sb.toString(); System.out.println("string = " + string); }- final이 아닌 변경할 수 있는 byte[]를 가지고 있다.
- append() : 여러 문자열 추가
- insert(index, 문자열) : 특정 위치에 문자열 삽입
- delete(startIndex, endIndex) : 특정 범위의 문자열을 삭제
- reverse() : 문자열을 뒤집는다.
- 마지막에 toString()으로 StringBuilder의 결과를 String으로 생성하여 반환
- 자바가 제공하는 가변
String 최적화
- 자바는 문자열 리터럴을 더하는 부분을 자동으로 합쳐준다. (최적화)
- 간단한 경우에는
StringBuilder를 사용하지 않고 문자열 더하기 연산(+)을 사용해도 충분 - 반복문의 경우, 각 반복에서 문자열이 어떻게 변할 지 예측 불가.
- 반복문에서는 최적화가 어렵다.
- StringBuilder를 사용하면 된다.
김영한의 실전 자바 중급 1편을 참고하였습니다
