[Java]OOP - 기타제한자 - (3) static

🤔제한자(Modifier)가 뭐였더라?

특별한 기능(제한)을 제공하기 위한 키워드
=> Access Modifier(private, package, protected, public), static, final, abstract

 

🤔static 제한자는?

객체가 아닌 클래스로 클래스 내부에 작성된 필드 또는 메소드에 접근하기 위한 기능을 제공하는 키워드(제한자)
=> 클래스(내부클래스), 필드, 메소드 작성시 사용 가능한 제한자

 

🤔static 제한자 사용 이유
전역적으로 쉽게 재사용하는 멤버나 잘 변하지 않는 변수 또는 상수, 메소드를 사용할 때 주로 사용함.

왜냐하면 클래스 호출과 객체 생성을 따로 할 필요없이 바로 사용이 가능하기 때문.

 

🤔static 사용 시 단점

· static은 메모리 자원을 할당해놓고 사용하는 것이기 때문에 너무 많이 사용하면 메모리를 많이 차지하게 되고, 그러면 프로그램이 무거워짐

· static 메서드는 인스턴스 변수를 사용할 수 없음

· 전역적으로 관리되기 때문에 프로그램 전체에서 접근 및 변경이 가능함. 고로 문제 발생 시 원일 찾는데 어려움 발생.

 

 

⚫ 인스턴스 필드/메소드  vs 정적 필드/메소드 비교!

 

·인스턴스 필드(Instance Field) : 객체가 생성될 때 메모리(Heap Area)에 만들어지는 필드 객체를 사용하여 필드 사용
=> 생성자를 이용하여 인스턴스 필드에 필요한 초기값 저장

 

· 정적 필드(Static Field) : 클래스를 읽어 메모리(Method Area)에 저장될 때 만들어지는 필드
=> 객체가 생성되기 전에 메모리에 하나만 만들어지는 필드
=> 정적 필드에는 기본값이 저장되며 필요한 경우 정적필드 작성시 직접 초기값 저장
=> 클래스로 생성된 모든 객체가 정적 필드 사용 가능 - 모든 객체가 메모리를 공유하여 사용
=> 정적 필드를 작성하면 메모리를 절약할 수 있고 필드값 변경 용이
 => 클래스 외부에서는 객체가 아닌 클래스를 이용하여 필드 사용

 

· 인스턴스 메소드(Instance Method) : 객체를 사용하여 메소드 호출
=> 인스턴스 메소드는 this 키워드를 제공받아 객체의 필드 또는 메소드 사용 가능
=> 인스턴스 메소드는 인스턴스 필드 및 인스턴스 메소드뿐만 아니라 정적 필드와 정적 메소드 사용 가능

 

· 정적 메소드(Static Method) : 클래스를 사용하여 메소드 호출
=> 정적 메소드에 this 키워드를 제공받지 않으므로 객체의 필드 또는 메소드 사용 불가능
=> 정적 메소드에서는 정적 필드와 정적 메소드만 사용 가능
=> 정적 메소드에서 인스턴스 필드 및 인스턴스 메소드를 사용할 경우 에러 발생

 

실습 예제👩‍💻

1) 학생정보 저장하기 위한 VO클래스 작성

package oop;

//학생정보(학번,이름,국어,영어,총점)를 저장하기 위한 클래스 - VO 클래스
public class Student {
	// 인스턴스 필드(Instance Field) 
	private int num;
	private String name;
	private int kor, eng, tot;

	// 정적 필드(Static Field) : 클래스를 읽어 메모리(MethodArea)에 저장될 때 만들어지는 필드
	//public static int total = 0;
	private static int total = 0;

	// 생성자(Constructor)
	public Student() {
		
	}

	public Student(int num, String name, int kor, int eng) {
		super();
		// 매개변수로 전달받은 값으로 필드 초기화
		this.num = num;
		this.name = name;
		this.kor = kor;
		this.eng = eng;
		// 매개변수로 전달받은 값을 계산하여 필드 초기화 - 총점을 계산하는 메소드 호출 가능
		// => 코드(명령)의 중복성을 최소화하여 프로그램의 생산성 및 유지보수의 효율성 증가
		calcTot();
	}

	// 인스턴스 메소드(Instance Method)
	public int getNum() {
		return num;
	}

	public void setNum(int num) {
		this.num = num;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public int getKor() {
		return kor;
	}

	public void setKor(int kor) {
		this.kor = kor;
	}

	public int getEng() {
		return eng;
	}

	public void setEng(int eng) {
		this.eng = eng;
	}

	public int getTot() {
		return tot;
	}

	public void setTot(int tot) {
		this.tot = tot;
	}

	// 국어점수와 영어점수를 이용하여 총점을 계산하여 저장하는 메소드
	public void calcTot() {
		tot = kor + eng;
	}

	public void display() {
		System.out.print("[" + name + "(" + num + ")]님의 성적 >> ");
		System.out.println("국어 = " + kor + ", 영어 = " + eng + ", 총점 = " + tot);
	}

	// 정적 메소드(Static Method)
	// => 정적필드에 있는 total 만 사용 가능
	public static int getTotal() {
		return total;
	}

	public static void setTotal(int total) {
		Student.total = total;
	}

}

 

2) 저장한 학생정보로 학생관리를 실행할 클래스 작성

 

객체를 생성하여 학생정보를 저장하는데, 객체를 다섯번 생성하여 저장하는 방법도 있음.

그러나 이 경우에 메소드도 5번 호출해야하고, 코드가 길어지는 단점이 있음.

⬇️이 방법 비추⬇️

Student student1=new Student(1000, "홍길동", 90, 90);

Student student2=new Student(2000, "임꺽정", 94, 98);

Student student3=new Student(3000, "전우치", 91, 80);

Student student4=new Student(4000, "일지매", 76, 82);

Student student5=new Student(5000, "장길산", 84, 86);

 

student1.display();

student2.display();

student3.display();

student4.display();

student5.display();

System.out.println("==============================================================");

 

위 방법 대신 객체를 저장할 수 있는 요소가 5개인 배열을 생성하여 참조변수에 저장할 수 있음.

⬇️이 방법도 so-so, 이거 말고 코드가 더 간결해지는 방법이 있음⬇️

//객체를 저장할 수 있는 요소가 5개인 배열을 생성하여 참조변수에 저장

// => 모든 배열 요소에는 기본적으로 [null] 저장

Student[] students=new Student[5];

 

//객체를 생성하여 배열 요소에 객체의 메모리 주소 저장 - 객체 배열

students[0]=new Student(1000, "홍길동", 90, 90);

students[1]=new Student(2000, "임꺽정", 94, 98);

students[2]=new Student(3000, "전우치", 91, 80);

students[3]=new Student(4000, "일지매", 76, 82);

students[4]=new Student(5000, "장길산", 84, 86);

 

//반복문을 사용하여 배열 요소에 저장된 모든 객체를 참조하여 메소드 호출 가능 - 일괄처리

//참조변수에 [null]이 저장된 상태에서 참조변수로 메소드를 호출할 경우 참조변수에 의해

//참조될 객체가 없으므로 실행시 NullPointerException 발생

// => 명령 실행시 예외가 발생된 경우 실행된 명령 위치에서 프로그램 강제 종료

for(int i=0;i<students.length;i++) {

//참조변수에 저장된 값이 [null]이 아닌 경우 참조변수로 객체를 참조하여 메소드 호출

// => NullPointerException 발생을 방지할 수 있는 선택문

if(students[i] != null) {//배열 요소로 객체를 참조할 수 있는 경우 - 객체가 존재할 경우

students[i].display();

}

}

System.out.println("==============================================================");

 

⬇️위 두 방법 대신 이런 식으로 객체 배열 생성하고, 향상된 for 구문 사용하면 코드가 간결해짐⬇️

Student[] students = {new Student(1000, "홍길동", 90, 90)

, new Student(2000, "임꺽정", 94, 98), new Student(3000, "전우치", 91, 80)

, new Student(4000, "일지매", 76, 82), new Student(5000, "장길산", 84, 86)};

 

//향상된 for 구문을 사용해 배열 요소에 저장된 객체의 메모리 주소를 차례대로 제공받아

//참조변수에 저장하여 일괄적으로 메소드 호출 가능

for(Student student : students) {

student.display();

}

 

 

 

그리고 이 학생들의 모든 점수를 합친 총점을 출력해야하는데, 아래와 같이 total 변수를 선언해서 총점을 반환받아다가 total 변수에 누적해서 저장해도 됨. 

//모든 학생들의 총점 합계를 저장하기 위한 변수

int total=0;

 

Student[] students = {new Student(1000, "홍길동", 90, 90)

, new Student(2000, "임꺽정", 94, 98), new Student(3000, "전우치", 91, 80)

, new Student(4000, "일지매", 76, 82), new Student(5000, "장길산", 84, 86)};

 

for(Student student : students) {

//학생의 총점을 반환받아 총점 합계 변수에 누적하여 저장

total+=student.getTot();

}

System.out.println("==============================================================");

//모든 학생들의 총점 합계를 계산하여 출력

System.out.println("총합계 = "+total);

System.out.println("==============================================================");

 

그러나 우리는 정적 필드에  total을 선언해놨음. 그걸 사용하면 여기서 따로  total 변수 선언 안해도 됨. 아래처럼 해도 위와 결과가 똑같다는 뜻! 

Student[] students = {new Student(1000, "홍길동", 90, 90)

, new Student(2000, "임꺽정", 94, 98), new Student(3000, "전우치", 91, 80)

, new Student(4000, "일지매", 76, 82), new Student(5000, "장길산", 84, 86)};

 

//향상된 for 구문을 사용해 배열 요소에 저장된 객체의 메모리 주소를 차례대로 제공받아

//참조변수에 저장하여 일괄적으로 메소드 호출 가능

for(Student student : students) {

student.display();

 

//정적 필드는 클래스를 이용하여 사용 가능

Student.total+=student.getTot();

 

System.out.println("==============================================================");

//모든 학생들의 총점 합계를 계산하여 출력

System.out.println("총합계 = "+Student.total);

System.out.println("==============================================================");

 

그러나 위 방법은 VO 클래스에서 정적필드에 선언한 total 변수가 public 일 때 가능함. (위 VO 클래스에는 아래 사진에 노란색 하이라이트 부분처럼 주석처리 해놨음.)

하지만 정적필드는 고정적으로 자주 쓰는 변수를 선언할 때 사용하는 것이므로 public 보다는 private으로 선언하는게 좋음. 그래야 막 바꿀 수가 없으니까!!(이것이 은닉화) 

 

그래서 결국 가장 좋은 방법은 위 사진처럼 total 변수를 private으로 선언해놓고, 아래와 같이 사용하는 것임.

그래서 student.getTot() 메소드를 통해 각 학생들의 점수 총합을 받아 Student.setTotal() 메소드로 정적필드(total)에 저장한 뒤에  Student.getTotal() 메소드로 저장한 값을 불러와 다시 다음 학생의 점수 총합과 더하는데, 이걸 for문으로 반복하면 5명의 점수 총합이 모두 더해짐.

마지막으로 for문 밖에서 Student.getTotal()  메소드를 한번만 호출하면 총합 출력~! 

Student[] students = {new Student(1000, "홍길동", 90, 90)

, new Student(2000, "임꺽정", 94, 98), new Student(3000, "전우치", 91, 80)

, new Student(4000, "일지매", 76, 82), new Student(5000, "장길산", 84, 86)};

 

//향상된 for 구문을 사용해 배열 요소에 저장된 객체의 메모리 주소를 차례대로 제공받아

//참조변수에 저장하여 일괄적으로 메소드 호출 가능

for(Student student : students) {

student.display();

 

//정적 메소드는 클래스를 이용하여 호출 가능 - 메소드 호출 용이

// => 정적 필드(total)에 학생 총점(tot)를 반환받아 합한 결과값으로 정적 필드(total) 변경

Student.setTotal(Student.getTotal()+student.getTot());

}

System.out.println("==============================================================");

//모든 학생들의 총점 합계를 계산하여 출력

System.out.println("총합계 = "+Student.getTotal());

System.out.println("==============================================================");

 

 

위에서 정리한 최적의 방법 전체 코드⬇️⬇️

package oop;

public class StudentApp {
	public static void main(String[] args) {
		Student[] students = {new Student(1000, "홍길동", 90, 90)
				, new Student(2000, "임꺽정", 94, 98),  new Student(3000, "전우치", 91, 80)
				, new Student(4000, "일지매", 76, 82), new Student(5000, "장길산", 84, 86)};
		
		//향상된 for 구문을 사용해 배열 요소에 저장된 객체의 메모리 주소를 차례대로 제공받아 
		//참조변수에 저장하여 일괄적으로 메소드 호출 가능 
		for(Student student : students) {
			student.display();
			
			//정적 메소드는 클래스를 이용하여 호출 가능 - 메소드 호출 용이
			// => 정적 필드(total)에 학생 총점(tot)를 반환받아 합한 결과값으로 정적 필드(total) 변경
			Student.setTotal(Student.getTotal()+student.getTot());
		}
		System.out.println("==============================================================");
		//모든 학생들의 총점 합계를 계산하여 출력
		System.out.println("총합계 = "+Student.getTotal());
		System.out.println("==============================================================");
	}
}

 

 

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출처:

https://taewooblog.tistory.com/entry/java-%EC%9E%90%EB%B0%94-static-%EB%9E%80-%EC%82%AC%EC%9A%A9%ED%95%98%EB%8A%94-%EC%9D%B4%EC%9C%A0

[java] 자바 static 란? 사용하는 이유?

https://mooonstar.tistory.com/entry/JavaStatic%EC%9D%98-%EC%82%AC%EC%9A%A9%EC%9D%84-%EC%A7%80%EC%96%91%ED%95%B4%EC%95%BC%ED%95%98%EB%8A%94-%EC%9D%B4%EC%9C%A0%EC%A0%95%EC%A0%81-%EB%B3%80%EC%88%98-%EC%A0%95%EC%A0%81-%EB%A9%94%EC%84%9C%EB%93%9C

[Java]Static의 사용을 지양해야하는 이유(정적 변수, 정적 메서드)