생성자(constructor)

자바의 정석

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6. 객체지향 프로그래밍	5. 생성자(constructor)

 

생성자란?

생성자는 인스턴스가 생성될 때 호출되는 ‘인스턴스 초기화 메서드’입니다.

따라서 인스턴스 변수의 초기화 작업에 주로 사용됩니다.

 |참고| 인스턴스 초기화란 인스턴수 변수들을 초기화하는 것을 뜻한다.

 

생성자 역시 메서드처럼 클래스 내에 선언되며, 구조도 메서드와 유사하지만 리턴값이 없다는 점이 다릅니다.

그렇다고 해서 생성자 앞에 리턴값이 없음을 뜻하는 키워드 void를 사용하지는 않고, 단지 아무것도 적지 않습니다.

 |참고| 생성자도 메서드이기 때문에 리턴값이 없다는 의미로 void를 붙여야 하지만, 모든 생성자가 리턴값이 없으므로             void를 생략할 수 있게 한 것이다.

 

생성자의 조건

💡 1. 생성자의 이름은 클래스의 이름과 같아야한다.
    2. 생성자는 리턴 값이 없다.

 

생성자 정의

생성자는 다음과 같이 정의합니다.

생성자도 오버로딩이 가능하므로 하나의 클래스에 여러 개의 생성자가 존재할 수 있습니다.

클래스이름(타입 변수명, 타입 변수명, ...) {
	// 인스턴스 생성시 수행될 코드, 주로 인스턴스 변수의 초기화 코드를 적는다.
}

class Card {
    Card() {           // 매개변수가 없는 생성자
        ...
    }

    Card(String k, int num) {
        ...            // 매개변수가 있는 생성자
    }

    ....
}

 

연산자 new가 인스턴스를 생성하는 것이지 생성자가 인스턴스를 생성하는 것이 아닙니다.

생성자는 단순히 인스턴스 변수들의 초기화에 사용되는 조금 특별한 메서드일 뿐임을 기억해야 합니다. 

 

Card클래스의 인스턴스를 생성하는 코드를 예를 들어, 수행되는 과정을 살펴봅시다.

Card c = new Card();

1. 연산자 new에 의해서 메모리(heap)에 Card클래스의 인스턴스가 생성된다.
2. 생성자 Card()가 호출되어 수행된다.
3. 연산자 new의 결과로 생성된 Card인스턴스의 주소가 반환되어 참조변수 c에 저장된다.

지금까지 인스턴스를 생성하기 위해 사용해왔던 ‘클래스 이름()’이 바로 생성자였던 것입니다.

인스턴스를 생성할 때는 반드시 클래스 내에 정의된 생성자 중의 하나를 선택하여 지정해주어야 합니다.

 

 

기본 생성자(default contructor)

모든 클래스에는 반드시 하나 이상의 생성자가 정의되어 있어야 하는데요,

그러나 지금까지 클래스에 생성자를 정의하지 않고도 인스턴스를 생성할 수 있었던 이유는 컴파일러가 제공하는 ‘기본 생성자’ 덕분이었습니다.

클래스이름() {  }

 |참고| 클래스의 접근 제어자가 public인 경우는 기본 생성자로 public 클래스이름() { } 이 추가된다.

 

컴파일러가 자동적으로 추가해주는 기본 생성자는 이와 같이 매개변수도 없고 아무런 내용도 없는 간단한 것입니다.

class Data1 {
    int value;
}

class Data2 {
    int value;

    Data2(int x) {                   	// 매개변수가 있는 생성자
        value = x;
    }
}

class ConstructorTest {
    public static void main(String[] args) {
        Data1 d1 = new Data1();
        Data2 d2 = new Data2();        // compile error 발생!
    }
}

이 예제를 컴파일하면 위와 같은 에러 메시지가 나타납니다.

이는 Data2에서 Data2()라는 생성자를 찾을 수 없다는 내용의 에러 메시지인데, Data2에 생성자 Data2()가 정의되어 있지 않아서 에러가 발생한 것입니다.

 

여기서 의문이 들 수 있습니다,

💡 Data1의 인스턴스를 생성하는 코드에는 에러가 없는데,
    Data2의 인스턴스를 생성하는 코드에서 에러가 발생하는 이유는 무엇일까?

그 이유는 Data1에는 정의되어 있는 생성자가 하나도 없으므로 컴파일러가 기본 생성자를 추가해주었지만,

Data2에는 이미 생성자 Data2(int x)가 정의되어 있으므로 기본 생성자가 추가되지 않았기 때문입니다.

 

컴파일러가 자동적으로 기본 생성자를 추가해주는 경우는 ‘클래스 내에 생성자가 하나도 없을 때’뿐이라는 것을 명심해야 합니다.

 

 

해결

1. Data2의 인스턴스를 생성할 때 생성자 Data2(int x)를 사용

또는

2. 클래스 Data2에 생성자 Data2()를 추가로 정의해주면 해결됩니다.

 

 

매개변수가 있는 생성자

생성자도 메서드처럼 매개변수를 선언하여 호출 시 값을 넘겨받아서 인스턴스의 초기화 작업에 사용할 수 있습니다.

인스턴스마다 각기 다른 값으로 초기화되어야 하는 경우가 많기 때문에 매개변수를 사용한 초기화는 매우 유용합니다.

 

아래의 코드는 자동차를 클래스로 정의한 것으로

color, gearType, door 세 개의 인스턴스 변수와 두 개의 생성자만을 가지고 있습니다.

class Car {
    String color;         			// 색상
    String gearType;     	 		// 변속기 종류 - auto(자동), manual(수동)
    int door;             			// 문의 개수

    Car() { }               			// 생성자
    Car(String c, String g, int d) {		// 생성자
            color = c;	
            gearType = g;
            door = d;
    }
}

 

Car인스턴스를 생성할 때

생성자 Car()를 사용한다면 인스턴스를 생성한 다음에 인스턴스 변수들을 따로 초기화해주어야 하지만,

매개변수가 있는 생성자 Car(String color, String gearType, int door)를 사용한다면 인스턴스를 생성하는 동시에 원하는 값으로 초기화할 수 있게 됩니다.

→ 코드가 보다 간결하고 직관적인 것을 확인할 수 있습니다.

이처럼 클래스를 작성할 때 다양한 생성자를 제공함으로써 인스턴스 생성 후에 별도로 초기화를 하지 않도록 하는 것이 바람직합니다.

 

 

생성자에서 다른 생성자 호출하기

같은 클래스의 멤버들 간에 서로 호출할 수 있는 것처럼 생성자 간에도 서로 호출이 가능한데요,

단, 다음의 두 조건을 만족시켜야 합니다.

💡 - 생성자의 이름으로 클래스이름 대신 this를 사용한다.
    - 한 생성자에서 다른 생성자를 호출할 때에는 반드시 첫 줄에서만 호출이 가능하다.

생성자에서 다른 생성자를 첫 줄에서만 호출이 가능하도록 한 이유는

생성자 내에서 초기화 작업 도중에 다른 생성자를 호출하게 되면, 호출된 다른 생성자 내에서도 멤버 변수들의 값을 초기화할 것이므로 다른 생성자를 호출하기 이전의 초기화 작업이 무의미 해질 수 있기 때문입니다. 

 

class Car {
    String color;        // 색상
    String gearType;     // 변속기 종류 - auto(자동), manual(수동)
    int door;            // 문의 개수

    Car() {              // -> Car(String color, String gearType, int door)를 호출
        this("white", "auto", 4);
    }

    Car(Stirng color) {
        this(color, "auto", 4);
    }
    Car(String color, String gearType, int door) {
        this.color = color;
        this.gearType = gearType;
        this.door = door;
    }
}

class CarTest2 {
    public static void main(String args) {
        Car c1 = new Car();
        Car c2 = new Car("blue");

        System.out.println("cl의 color=" + c1.color + ", gearType=" + cl.gearType+ ", door="+cl.door);
    	System.out.println("c2의 color=" + c2.color + ", gearType=" + c2.gearType+ ", door="+c2.door);
) 

// 출력
c1의 color=white, gearType=auto, door=4
c2의 color=blue, gearType=auto, door=4

생성자 Car()에서 또 다른 생성자 Car(String color, String gearType, int door)를 호출하였습니다.

이처럼 생성자 간의 호출에는 생성자의 이름 대신 this를 사용해야만 하므로 ‘Car’ 대신 ‘this’를 사용했고

생성자 Car()의 첫째 줄에서 호출하였다는 것을 확인할 수 있습니다.

 

위 코드는 양쪽 모두 같은 일을 하지만, 오른쪽의 코드는 생성자 Car(String color, String gearType, int door)을 활용해서 더 간략히 한 것입니다.

 

Car c1 = new Car();와 같이 생성자 Car()를 사용해서 Car인스턴스를 생성한 경우에, 인스턴수 변수 color는 “white”, gearType은 “auto”, door는 4로 초기화되도록 하였는데 이는 자동차를 살 때 기본으로 있는 옵션으로 이해하시면 될 것 같습니다. 

 

같은 클래스 내의 생성자들은 일반적으로 서로 관계가 깊은 경우가 많기에 이처럼 유기적으로 연결해주면 더 좋은 코드를 얻을 수 있고 유지보수가 쉬워진다는 장점이 있습니다.

 

왼쪽 코드의 ‘color = c;’는 생성자의 매개변수로 선언된 지역변수 c의 값을 인스턴스 변수 color에 저장하는데,

이때 변수 color와 c는 이름만으로도 구별이 되므로 아무런 문제가 없습니다.

 

하지만, 오른쪽 코드에서처럼 생성자의 매개변수로 선언된 변수의 이름이 color로 인스턴스 변수 color와 같을 경우

이름만으로는 두 변수가 서로 구별이 안될 경우에는 인스턴스 변수 앞에 ‘this’를 사용하면 됩니다.

 

이렇게 하면 this.color는 인스턴스 변수이고, color는 생성자의 매개변수로 정의된 지역변수로 서로 구별이 가능합니다.

만약 color = color로 같이하면 둘 다 지역변수로 간주됩니다.

 

 

‘this’는 참조 변수로 인스턴스 자신을 가리키는데요, 참조 변수를 통해 인스턴스의 멤버에 접근할 수 있는 것처럼

‘this’로 인스턴스 변수에 접근할 수 있습니다.

 

 

this와 this()의 차이점

💡 this
   인스턴스 자신을 가리키는 참조 변수, 인스턴스의 주소가 저장되어 있다.
   모든 인스턴스 메서드에 지역변수로 숨겨진 채로 존재한다.

    this( ), this(매개변수) 
   생성자, 같은 클래스의 다른 생성자를 호출할 때 사용한다.