[ JAVA ] 생성자(Constructor)란?

생성자란?

인스턴스가 생성될 때 호출되는 인스턴스 초기화 메서드이다.

*인스턴스 변수의 초기화 작업에 주로 사용되며, 인스턴스 생성 시에 실행되어야 할 작업을 위해 사용된다.

 

1. 생성자는 어떻게 사용할까?

일단, 생성자는 클래스 내에서 사용되며, 메서드의 구조와 유사하다.

하지만 리턴 값이 없고, 키워드 void도 사용하지 않는다.

 

✅ 생성자의 조건 

1. 생성자의 이름은 클래스의 이름과 같아야 한다.
2. 생성자는 리턴 값이 없다. (키워드 void도 사용하지 않음)

* 생성자도 메서드이기 때문에 리턴 값이 없다는 의미의 void를 붙여야 하지만, 모든 생성자가 리턴 값이 없으므로 void를 생략할 수 있게 한 것이다.

 

❗❕ 생성자에 대한 오해 ❗❕

필자는 이때까지 생성자가 인스턴스를 생성한다고 생각하였다 하지만 그건 오해였다!!

인스턴스를 생성하는 건 연산자 new이다.

 

💎인스턴스를 생성하는 코드의 예시💎

Card c = new Card();

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

 

 

 

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2. 기본 생성자(default constructor)

모든 클래스에는 반드시 하나 이상의 생성자가 정의되어 있어야 한다.

 

하지만 하나 이상의 생성자를 정의하지 않아도 인스턴스를 생성할 때 에러가 나지 않던데❗❔

 

✅ 맞다. 하나 이상의 생성자를 사용하지 않아도 에러가 나지 않는다.

 

→ 그 이유는 컴파일러가 제공하는  '기본 생성자(default constructor)' 덕분이다.

 

public class 클래스이름{
	public 클래스이름(){}
}

컴파일할 때, 소스파일(*. java)의 클래스에 생성자가 하나도 정의되지 않은 경우 

컴파일러는 위와 같은 내용의 기본 생성자를 추가하여 컴파일한다.

 

기본 생성자는 위 코드와 같이 매개변수도 없고 아무런 내용도 없는 생성자다.

특별히 인스턴스 초기화 작업이 요구되지 않는다면 생성자를 정의하지 않고 컴파일러가 제공하는 기본 생성자를 사용하는 것도 좋다.

 

💎예제를 보자💎

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();
    }
}

위 코드는 에러가 날까 나지 않을까 ❗❔

→ 정답은 에러가 발생한다.

 

😮😮😮 왜 그럴까? 분명 컴파일러가 기본 생성자를 추가하여 컴파일해준다고 했는데???

도대체 어느 부분에서 왜 에러가 발생하는 것일까?

 

ConstructorTest.java:15: cannot resolve symbol
symbol : Constructor Data2()
location : class Data2
			Data2 d2 = new Data2 (); // compile error발생

→ 예제는 위와 같은 에러 메시지가 나타난다. 

 

이것은 Data2에서 Data2()라는 생성자를 찾을 수 없다는 내용의 에러 메시지이다.

Data2에 생성자 Data2()가 정의되어 있지 않기 때문에 에러가 발생한 것이다.

 

그렇다면 Data1에서 먼저 에러가 발생해야 했다 하지만 왜 Data2의 인스턴스를 생성하는 코드에서 에러가 발생할까❗❔

→ 그 이유는 Data1에는 정의되어 있는 생성자가 하나도 없으므로 컴파일러가 기본 생성자를 추가해 주지만

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

 

✅ 위 코드에서 에러가 발생하지 않도록 하기 위해서는 두 가지 방법이 있다.

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

2. 클래스 Data2에 생성자 Data2() 추가로 정의해주면 된다.

 

✅  명심하자!!

기본 생성자가 컴파일러에 의해서 추가되는 경우는 클래스에 정의된 생성자가 하나도 없을 때뿐이다.

 

 

 

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3. 매개변수가 있는 생성자

생성자도 메서드처럼 매개변수를 선언하여 호출 시 값을 넘겨받아서 인스턴스의 초기화 작업에 사용할 수 있다.인스턴스마다 각기 다른 값으로 초기화되어야 하는 경우가 많기 때문에 매개변수를 사용한 초기화는 매우 유용하다.글로만 보아서는 이해가 되지 않을 수도 있으니 아래 예제를 보도록 하자!!

 

💎예제💎

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

class CarTest{
    /** 기본생성자 사용 + 초기화 **/
    Car c1 = new Car();
    c1.color = "white";
    c1.gearType = "auto";
    c1.door = 4;
    /** 매개변수가 있는 생성자 사용 **/
    Car c2 = new Car("white", "auto",4);
    
    System.out.println("c1의 color = ", + c1.color + ", gearType = " + c1.gearType + ", door = " +c1.door);
    System.out.println("c2의 color = ", + c2.color + ", gearType = " + c2.gearType + ", door = " +c2.door);
}

Car인스턴스를 생성할 때

- 생성자 Car()를 사용 : 인스턴스를 생성한 다음에 인스턴스 변수들을 따로 초기화해주어야 함!!

- 매개변수가 있는 생성자 Car(Stirng c, String g, int d)를 사용 : 인스턴스를 생성하는 동시에 원하는 값으로 초기화할 수 있음!!

 

기본 생성자와 매개변수가 있는 생성자를 사용할 경우 결과 값은 똑같이 나온다.

하지만 매개변수를 갖는 생성자를 사용하는 것이 코드를 보다 간결하고 직관적으로 만든다.

 

✅ 참고

클래스를 작성할 때 다양한 생성자를 제공함으로써 인스턴스 생성 후에 별도로 초기화를 하지 않아도 되도록 하는 것이 바람직하다고 한다!!

 

 

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4. 생성자에서 다른 생성자 호출하기 - this(), this

같은 클래스의 멤버들 간에 서로 호출할 수 있는 것처럼 생성자 간에도 서로 호출이 가능하다.

단, 아래 두 조건을 만족시켜야 한다.

- 생성자의 이름으로 클래스 이름 대신 this를 사용한다.
- 한 생성자에서 다른 생성자를 호출할 때는 반드시 첫 줄에서만 호출이 가능하다.

역시 글로만 보면 이해가 되지 않을 것이다!! 그러니 아래 예제를 보자!!

 

💎예제💎

Car(String color) {
	door = 5;
    Car(color,"auto",4);
}

위 코드는 에러가 발생한다!

 

이유는?

에러 1. 생서자의 두 번째 줄에서 다른 생성자 호출을 했기 때문이다.

에러 2. this(color, "auto", 4); 로 사용해야 한다.

 

그런데 다른 생성자를 첫 줄에서만 호출이 가능하도록 한 이유는 무엇일까❗❔

생성자 내에서 초기화 작업 도중에 다른 생성자를 호출하게 되면,

호출된 다른 생성자 내에서도 멤버 변수들의 값을 초기화를 할 것이므로 다른 생성자를 호출하기 이전의 초기화 작업이 무의미해질 수 있기 때문이다. (자세한 내용은 다음 시간에...)

 

 

아래 코드는 생성자에서 다른 생성자를 호출한 코드이다.

class Car{
    String color; 
    String gearType;
    int door;
    
    Car(){
    	this("white", "auto",4);
    }
    Car(String color){
    	this(color, "auto",4);
    } 
    Car(String c, String g, int d){ // 매개변수가 있는 생성자
    	color = c;
        gearType = g;
        door = d;
    }
}

class CarTest{
    Car c1 = new Car();
    Car c2 = new Car("blue");
    
    System.out.println("c1의 color = ", + c1.color + ", gearType = " + c1.gearType + ", door = " +c1.door);
    System.out.println("c2의 color = ", + c2.color + ", gearType = " + c2.gearType + ", door = " +c2.door);
}

생성자 Car()에 또 다른 생성자 Car(String color, String gearType, int door)를 호출하였다.

이 처럼 생성자 간의 호출에는 생성자의 이름 대신 this를 사용해야만 하므로 'Car' 대신 'this'를 사용했다.

 

그리고 생성자 Car()의 첫째 줄에서 호출하였다는 점을 한번 보면

    Car(){
    	color = "white";
        gearType = "auto";
        door = 4;
    }
    
    Car(){
    	this("white", "auto",4);
    }

위 코드는 같은 일을 하지만  두 번째 생성자를 활용하는 것이 더 간략하다.

 

같은 크래스 내의 생성자들은 일반적으로 서로 관계가 깊은 경우가 많아서 이처럼 서로 호출하도록 하여 유기적으로 연결해주면 더 좋은 코드를 얻을 수 있다.그리고 수정이 필요한 경우에도 보다 적은 코드만을 변경하면 되므로 유지보수가 쉬워진다.

 

this()라는 것을 어떻게 사용하는지에 대해서 알아보았고 this는 그럼 무엇일까❗❔

아래 예시 코드를 보자!!

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

첫 번째 코드의  'color = c;'는 생성자의 매개변수로 선언된 지역변수 c의 값을 인스턴스 변수 color에 저장한다.이때 변수 color와 c는 이름만으로도 두 변수가 서로 구별되므로 문제가 없다!

 

하지만!!두 번째 코드는 생성자의 매개변수로 선언된 변수의 이름이 color로 인스턴스 변수 color와 같은 경우에는 이름만으로는 두 변수가 서로 구별이 안 된다. → 이런 경우에는 인스턴스 변수 앞에 'this'를 사용하면 된다.

 

그래서 this는 뭔데❗❔

'this'는 참조 변수로 인스턴스 자신을 가리킨다.

참조 변수를 통해 인스턴스의 멤버에 접근항 수 있는 것처럼, 'this'로 인스턴스 변수에 접근할 수 있는 것이다.

 

✅ 여기서 주의!

'this'를 사용할 수 있는 것은 인스턴스 멤버뿐이다.

static메서드(클래스 메서드)에서는 인스턴스 멤버들을 사용할 수 없는 것처럼, 'this' 역시 사용할 수 없다.

왜냐하면, static메서드는 인스턴스를 생성하지 않고도 호출될 수 있으므로 static메서드가 호출된 시점에 인스턴스가 존재하지 않을 수도 있기 때문이다.

 

* 생성자를 포함한 모든 인스턴스 메서드에는 자신이 관련된 인스턴스를 가리키는 참조 변수 'this'가 지역변수로 숨겨진 채로 존재한다.

✅ 정리

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.

 

 

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5. 생성자를 이용한 인스턴스의 복사

현재 사용하고 있는 인스턴스와 같은 상태를 갖는 인스턴스를 하나 더 만들고자 할 때 생성자를 이용할 수 있다.

 

역시 글로만 보면 이해가 되지 않을 것이다!! 그러니 아래 예제를 보자!!

Car (Car c) {
	color = c.color;
    gearType = c.gearType;
    door = c.door;
}

위 코드는 Car클래스의 참조 변수를 매개변수로 선언한 생성자이다.

매개변수로 넘겨진 참조변수가 가리키는 Car인스턴스의 인스턴스 변수인 color, gearType, door의 값을 인스턴스 자신으로 복사하는 것이다.

 

어떤 인스턴스의 상태를 전혀 알지 못해도 똑같은 상태의 인스턴스를 추가로 생성할 수 있다.

 

복사를 했다면 같은 것인가❗❔

→ 답은 아니다!!

인스턴스를 복사하여 생성된 것이므로 서로 같은 상태를 갖지만,

서로 독립적으로 메모리공간에 존재하는 별도의 인스턴스이므로 한 인스턴스의 값들이 변경되어도 복사한 인스턴스에는 영향을 받지 않는다.

 

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✅ 총 정리

지금까지 생성자에 대해 잘 모르고 사용하였다면, 이제는 무작정 새로 코드를 작성하지 않고 기존의 코드를 활용할 수 없는지 다시 한번 고민해보자!!

 

생성자를 잘 활용하면 보다 간경 하고 직관적인, 객체지향적인 코드를 작성할 수 있을 것이다!!

 

인스턴스를 생성할 때는 다음의 2가지 사항을 결정해야 한다.
1. 클래스 - 어떤 클래스의 인스턴스를 생성할 것인가?
2. 생성자 - 선택한 클래스의 어떤 생성자로 인스턴스를 생성할 것인가?

 

 

 

* 참고 : 자바의 정석