Java

클래스 맴버와 인스턴스 맴버

맴버

맴버(member)는 영어로 구성원이라는 뜻이다. 객체도 구성원이 있는데 아래와 같다.

  • 변수
  • 메소드

객체를 만들기 위해서 우선 클래스를 정의하고, 클래스에 대한 인스턴스를 만들었다. 복습을 해보자. 이전 시간에 살펴봤던 예제 CalculatorDemo.java에서 left와 right 변수는 누구의 맴버일까? 인스턴스의 맴버다. 인스턴스를 만들어야 사용할 수 있었고, 인스턴스마다 서로 다른 값을 가지고 있기 때문이다. 그렇다면 클래스도 맴버를 가질 수 있다는 것일까? 아래 그림과 같이 클래스도 맴버를 가질 수 있다. 그 방법을 알아보는 것이 이번 수업의 목표다. 

클래스 변수

CalculatorDemo.java에서 사용한 인스턴스 변수인 left를 놓고 생각해보자. left의 값은 인스턴스마다 달라질 수 있다. 인스턴스 변수 c1의 left 값은 10이고, c2의 left 값은 20이었다. 인스턴스의 상태인 변수의 값이 인스턴스마다 다른 값을 가질 수 있다는 점은 하나의 클래스를 여러개의 인스턴스로 만들어서 사용할 수 있다는 점에서 좋은 기능이라고 할 수 있다. 그런데 경우에 따라서 모든 인스턴스가 같은 값을 공유하게 하고 싶을 때가 있다.

이를테면 우리가 만든 계산기가 원주율의 값을 사용자에게 제공하도록 하고 싶다고 간주해보자. 그런데 원주율인 3.14는 이미 알려져있는 수이다. 따라서 각각의 인스턴스 마다 원주율의 값을 별도로 가지고 있을 필요가 없다. 이런 경우 변수를 클래스의 맴버로 만들면 된다. 아래 코드는 원주율을 담고 있는 변수 PI를 클래스의 소속인 맴버로 만든 예제다. (실행)

package org.opentutorials.javatutorials.classninstance;

class Calculator {
    static double PI = 3.14;
	int left, right;

	public void setOprands(int left, int right) {
		this.left = left;
		this.right = right;
	}

	public void sum() {
		System.out.println(this.left + this.right);
	}

	public void avg() {
		System.out.println((this.left + this.right) / 2);
	}
}

public class CalculatorDemo1 {

	public static void main(String[] args) {

		Calculator c1 = new Calculator();
		System.out.println(c1.PI);

		Calculator c2 = new Calculator();
		System.out.println(c2.PI);

		System.out.println(Calculator.PI);

	}

}

5행을 보자.

static double PI = 3.14;

변수 PI의 앞에 static이 붙었다. static을 맴버(변수,메소드) 앞에 붙이면 클래스의 맴버가 된다. 클래스 소속의 변수를 만드는 법을 알았으니까 이번에는 이것을 사용하는 법을 알아보자. 아래는 클래스 변수에 접근하는 방법 두가지를 보여준다.

// 인스턴스를 통해서 PI에 접근
System.out.println(c1.PI);
// 클래스를 통해서 PI에 접근
System.out.println(Calculator.PI);

두번째 방법은 객체 Calculator.java의 다른 기능(sum, avg)은 필요없고, 원주율만 필요할 때 클래스에 직접 접근하기 때문에 인스턴스를 생성할 필요가 없어진다.

클래스 변수는 변수의 변경사항을 모든 인스턴스에서 공유해야 할 때도 사용한다. 만약 계산을 할 때 특별한 값을 포함시켜야 한다면 어떻게 해야 할까? 아래 예제는 sum과 avg를 실행할 때마다 특정한 값을 연산에 포함시키고 싶을 때 시도해볼 수 있는 방법이다. 설명이 어렵다면 코드를 보자. (실행)

package org.opentutorials.javatutorials.classninstance;

class Calculator2 {
    static double PI = 3.14;
	// 클래스 변수인 base가 추가되었다.
	static int base = 0;
	int left, right;

	public void setOprands(int left, int right) {
		this.left = left;
		this.right = right;
	}

	public void sum() {
		// 더하기에 base의 값을 포함시킨다.
		System.out.println(this.left + this.right + base);
	}

	public void avg() {
		// 평균치에 base의 값을 포함시킨다.
		System.out.println((this.left + this.right + base) / 2);
	}
}

public class CalculatorDemo2 {

	public static void main(String[] args) {

		Calculator2 c1 = new Calculator2();
		c1.setOprands(10, 20);
		// 30 출력
		c1.sum();

		Calculator2 c2 = new Calculator2();
		c2.setOprands(20, 40);
		// 60 출력
		c2.sum();

		// 클래스 변수 base의 값을 10으로 지정했다.
		Calculator2.base = 10;

		// 40 출력
		c1.sum();

		// 70 출력
		c2.sum();

	}

}

결과는 아래와 같다.

30
60
40
70

41번 행에서 클래스 변수 base의 값을 변경한 결과 모든 인스턴스의 base 값이 일제히 변경되었다.

클래스 변수의 용도를 정리해보면 아래와 같다.

  • 인스턴스에 따라서 변하지 않는 값이 필요한 경우 (위의 예에서는 PI)
    (이런 경우 final을 이용해서 상수로 선언하는 것이 바람직 하지만 final을 아직 배우지 않았기 때문에 언급하지 않았다)
  • 인스턴스를 생성할 필요가 없는 값을 클래스에 저장하고 싶은 경우
  • 값의 변경 사항을 모든 인스턴스가 공유해야 하는 경우

클래스 메소드

지금까지 클래스 변수에 대해서 알아봤다. 클래스 변수가 있다면 클래스 메소드도 있지 않을까? 물론 있다.

예제 Calculator은 인스턴스 변수 left와 right를 이용해서 합계(sum)과 평균(avg)을 계산한다. 생각해보면 굳이 인스턴스가 left와 right의 값을 항상 유지하고 있어야 할 이유는 없다. 합계나 평균을 구할 때마다 좌항과 우항의 값을 주는 방식으로 계산을 할 수도 있다. 아래 예제를 보자. (실행)

package org.opentutorials.javatutorials.classninstance;

class Calculator3{
 
    public static void sum(int left, int right){
		System.out.println(left+right);
	}
	
	public static void avg(int left, int right){
		System.out.println((left+right)/2);
	}
}

public class CalculatorDemo3 {
	
	public static void main(String[] args) {
		Calculator3.sum(10, 20);
		Calculator3.avg(10, 20);
		
		Calculator3.sum(20, 40);
		Calculator3.avg(20, 40);
	}

}

만약 메소드가 인스턴스 변수를 참조하지 않는다면 클래스 메소드를 사용해서 불필요한 인스턴스의 생성을 막을 수 있다.

클래스 메소드에 대해서 조금 더 알아보자. 아래 예제는 클래스와 인스턴스의 차이점을 보여주기 위한 예제다. 이 예제는 오류가 포함되어 있기 때문에 실행되지 않을 것이다. 예제의 내용을 살펴보기 전에 몇가지 원칙을 기억해 둔다면 이 예제를 이해하는 것이 조금 수월할 것이다.

  1. 인스턴스 메소드는 클래스 맴버에 접근 할 수 있다.
  2. 클래스 메소드는 인스턴스 맴버에 접근 할 수 없다.
    인스턴스 변수는 인스턴스가 만들어지면서 생성되는데, 클래스 메소드는 인스턴스가 생성되기 전에 만들어지기 때문에 클래스 메소드가 인스턴스 맴버에 접근하는 것은 존재하지 않는 인스턴스 변수에 접근하는 것과 같다.

위의 내용을 바탕으로 한줄 한줄 따져보자. (실행)

package org.opentutorials.javatutorials.classninstance;

class C1{
    static int static_variable = 1;
	int instance_variable = 2;
	static void static_static(){
		System.out.println(static_variable);
	}
	static void static_instance(){
		// 클래스 메소드에서는 인스턴스 변수에 접근 할 수 없다. 
		//System.out.println(instance_variable);
	}
	void instance_static(){
		// 인스턴스 메소드에서는 클래스 변수에 접근 할 수 있다.
		System.out.println(static_variable);
	}
	void instance_instance(){		 
		System.out.println(instance_variable);
	}
}
public class ClassMemberDemo {	
	public static void main(String[] args) {
		C1 c = new C1();
		// 인스턴스를 이용해서 정적 메소드에 접근 -> 성공
		// 인스턴스 메소드가 정적 변수에 접근 -> 성공
		c.static_static();
		// 인스턴스를 이용해서 정적 메소드에 접근 -> 성공
		// 정적 메소드가 인스턴스 변수에 접근 -> 실패
		c.static_instance();
		// 인스턴스를 이용해서 인스턴스 메소드에 접근 -> 성공
		// 인스턴스 메소드가 클래스 변수에 접근 -> 성공
		c.instance_static();
		// 인스턴스를 이용해서 인스턴스 메소드에 접근 -> 성공 
		// 인스턴스 메소드가 인스턴스 변수에 접근 -> 성공
		c.instance_instance();
		// 클래스를 이용해서 클래스 메소드에 접근 -> 성공
		// 클래스 메소드가 클래스 변수에 접근 -> 성공
		C1.static_static();
		// 클래스를 이용해서 클래스 메소드에 접근 -> 성공
		// 클래스 메소드가 인스턴스 변수에 접근 -> 실패
		C1.static_instance();
		// 클래스를 이용해서 인스턴스 메소드에 접근 -> 실패
		//C1.instance_static();
		// 클래스를 이용해서 인스턴스 메소드에 접근 -> 실패
		//C1.instance_instance();
	}

}

용어

인스턴스 변수와 클래스 변수는 아래와 같이 부르기도 한다.

  • 인스턴스 변수 -> Non-Static Field
  • 클래스 변수 -> Static Field

필드(field)라는 것은 클래스 전역에서 접근 할 수 있는 변수를 의미하는데 이에 대한 자세한 내용은 유효범위 수업에서 알아보겠다.

댓글

댓글 본문
  1. 24.01.17 완료
  2. 서달
    20230323
  3. coster97
    .
  4. wwwqiqi
    완료
  5. infernist
    2022.10.31
  6. 하앙
    완료
  7. 람보
    2022.8.29
  8. 감사합니다!
  9. 김경모
    220621
  10. PassionOfStudy
    복습 1일차
  11. 치키티타
    220608 re:(4)
  12. PassionOfStudy
    클래스와 인스턴스에 대해서 알게되었습니다!
  13. 김은희
    20220601 완료
    static 이 붙어있는 것은 클래스의 변수
    static이 붙어있지 않은것은 인스턴스 변수
    !
    인스턴스 메소드는 클래스 멤버에 접근 할 수 있다
    클래스 메소드는 인스턴스 멤버에 접근 할 수 없다
    !
  14. 20220426
  15. Chang Yeon Lee
    인스턴스와 클래스의 부분선언에 c와 c1로 되있으니 헷갈려서 약간 선언하는 부분을 고쳐봤습니다.

    인스턴스가 c로 되어있어 혼돈되어.. 인스턴스를이용하는부분은 ins. 클래스를 이요하는부분은 대문자 CL.로 수정했습니다.
    인스턴스를 이용해서 클래스메소드나 인스턴스 메소드에는 접근이 가능하나 클래스를 이용하여 인스턴스 메소드에 접근이 불가 함을 인지하고 보니 이해가 되었는데.. 맞게 이해한건지 잘 모르겠지만 정리된 부분을 올려봅니다.


    public class ClassMemberDemo {
    public static void main(String[] args) {
    CL ins = new CL();
    // class CL을 인스턴스화 하며 ins를 사용.

    ins.static_static();
    // 인스턴스 -> 클래스 O , 클래스 -> 클래스 O
    //ins.static_instance();
    // 인스턴스 -> 클래스 O , 클래스 -> 인스턴스 X
    ins.instance_static();
    // 인스턴스 -> 인스턴스 O , 인스턴스 -> 클래스 O
    CL.static_static();
    // 클래스 -> 클래스 O , 클래스 -> 클래스 O
    CL.static_instance();
    /*
    클래스 -> 클래스 O , 클래스 -> 인스턴스 X (윗 코드는 클래스로 클래스 메소드에 접근하는 코드이므로 오류가 없으나 본문예제에서 static void static_instance() 밑에 주석처리가 되어있지 않다면 에러 출력)
    */
    //CL.instance_static();
    // 클래스 -> 인스턴스 X , 인스턴스 -> 클래스 O (둘 다 접근 가능이어야 출력이 되므로 실행될수 없음)
    //CL.instance_instance();
    // 클래스 -> 인스턴스 X , 인스턴스 -> 인스턴스 O (윗 코드와 동일한 사유로 실행 불가)
    }
    }

    보시고 혹 틀린부분 있으면 댓글에 남겨주세요.
  16. aesop0207
    220321 Mon.
  17. 모찌말랑카우
    22.02.14 완료
  18. aesop0207
    220207 Mon.
  19. 행달
    22.02.05 완료
  20. 초코라비
    질문이요! C1이라는 클래스를 만들었고 이후 밑에 C1 c = new C1 이라 선언한뒤 c라는 인스턴스를 만든거 아닌가요?? 그러므로 클래스를 통ㅇ해 인스턴스 접근을 할 수 있게 된다고 보면 되지 않나요?

    그리고 4/4 영상 마지막 예제에서 클래스를 통해서 인스턴스 메소드를 접근하려고 한다는데 안되는 이유가 C1 c = new C1 이라 인스턴스를 선언했지만 따로 메소드를 만들지 않아서 그런건가요??
  21. 안젤라비
    21-12-27 MON
  22. syh712
    1) 클래스 맴버와 인스턴스 맴버

    (1) 맴버(member)는 영어로 구성원이라는 뜻이다. 객체도 구성원이 있다.

    (2) 클래스 변수

    static double PI = 3.14;

    static을 맴버(변수,메소드) 앞에 붙이면 클래스의 맴버가 된다

    클래스 변수에 접근하는 방법 두가지?

    // 인스턴스를 통해서 PI에 접근

    System.out.println(c1.PI);

    // 클래스를 통해서 PI에 접근

    System.out.println(Calculator.PI);

    => 두번째 방법은 객체 Calculator.java의 다른 기능(sum, avg)은 필요없고, 원주율만 필요할 때 클래스에 직접 접근하기 때문에 인스턴스를 생성할 필요가 없어진다.



    클래스 변수의 용도?

    1. 인스턴스에 따라서 변하지 않는 값이 필요한 경우 (위의 예에서는 PI)

    2. 인스턴스를 생성할 필요가 없는 값을 클래스에 저장하고 싶은 경우

    3. 값의 변경 사항을 모든 인스턴스가 공유해야 하는 경우



    (3) 클래스 메소드

    메소드가 인스턴스 변수를 참조하지 않는다면 클래스 메소드를 사용해서 불필요한 인스턴스의 생성을 막을 수 있다.



    (4) 타입별비교

    - 인스턴스 메소드는 클래스 멤버에 접근 할 수 있다.

    - 클래스 메소드는 인스턴스 맴버에 접근할 수 없다.



    *용어

    인스턴스 변수 -> Non-Static Field

    클래스 변수 -> Static Field
  23. 드림보이
    2021.12.02. 클래스 맴버와 인스턴스 맴버 파트 수강완료
  24. 네제가해냈습니다
    211109
  25. IaaS
    2021-11-1 수강완료
  26. 성치
    2021-11-01 완료
  27. H4PPY
    1016
  28. 미NI언
    10.10
  29. 하성호
    20210915
  30. 멋을아는남자
    감사합니다. 조금씩 어려워지는 것 같네요//
  31. 베이스박
    210825 학습했습니다. 감사합니다.
  32. super1Nova
    210819
  33. Eunyoung Eunice Kang
    2021.8.16(월) 완료
  34. 이땅콩
    클래스 -> 인스턴스 불가능!
  35. 개발꾸꾸
    5.14
  36. 악어수장
    2021-5-12
  37. 하연주
    210207 완료
  38. 인스턴스는 동적 할당된 포인터군요
  39. 김태현
    2회 수업완료

    static int base = 0;

    Static이 붇은 정수나 실수, 정수 변수는 클리스 변수 -
    // 고정 숫자


    int left, right;
    Static이 붇지 않은 것은 인스턴스 변수로서 클래스에 선언만 해 놓고 인스턴스에서 값을 줄 수 있다.


    --------------------
    public static void sum(int left, int right){
    // static이 붇어 있는 코드는 클래스 변수로서
    인스턴스( Calculator2 c1 = new Calculator2();) 없이 직접 값을 전달하여 실행 시킬 수 있다.
    인스탄스는 new가 있는 코드이다.

    인스턴스 없는 코드는 1회용으로 쓸 코드
    인스턴스는 c1, c2, c3와 같이 여러 경우수를 전달할 때 쓴다.

    ---------------------

    인스턴스 메소드는 클래스 맴버에 접근 할 수 있다.
    클래스 메소드는 인스턴스 맴버에 접근 할 수 없다.

    ========================

    c.static_instance();
    c(인스턴스).static이 _instanc에 접속 불가
  40. hvii
    20200810 학습완료
  41. yulrinam
    200810 시청완료 감사합니다 :)
  42. EunSeok Kang
    잘듣고가욥
  43. 김승민
    늘 감사히 잘 듣고 있습니다~
  44. 초보
    static 고정
    인스턴스 바뀔 수 있는 값

    인스턴스는 static값을 이용하여 결과가 도출됨
    때문에 인스턴스가 static값을 바꾸면 안됨
    인스턴스 값이 나온 이유 자채를바꾸면 오류먹을수밖엥벗음
    (자식(인스턴스)이 부모(static)를 바꿔서 자기 자신의 유전자를 바꾼다는 얘기랑 같음)
  45. yuji
    2020-03-04 완료
  46. akakro
    이해가 안가시는 분들을 위해 소스 구조로 대략 설명을 드리자면

    EX클래스( // 클래스 안에 4가지가 존재할 수 있음 , EX클래스는 공장이라고 생각하세요
    1.클래스 변수(static)
    2.클래스 메소드(static)
    3.인스턴스 변수
    4.인스턴스 메소드)

    메인을 포함한 클래스(
    메인(
    1. EX클래스 인스턴스 생성 // EX 공장에서 제품생산
    )
    )

    순인데

    보시면
    1.클래스 변수
    2.클래스 메소드
    이 두가지는 EX클래스의 멤버이고, // 공장의 제조방법 및 원자재? 이런 느낌으로 생각하십쇼

    3.인스턴스 변수
    4.인스턴스 메소드
    는 인스턴스의 멤버입니다. // 제품의 실제 사진 및 사용 동영상? 이런 느낌으로 생각하십쇼

    제품(인스턴스)는 공장(클래스)를 통해 나온 제품(인스턴스)이기에 제품의 생산데이터(클래스변수,클래스메소드)를 보고 싶으면 공장에 관련 자료를 요청 및 컴플레인을 통한 수정 및 확인이 가능합니다.

    하지만 공장(클래스)는 생산하지도 않은 제품(인스턴스)의 실물 사진이나 실물 동영상을 확인할 수 없잖습니까?

    그러므로 공장(클래스)는 제품의정보(인스턴스변수,인스턴스메소드)에 접근할 수 없습니다.

    + 소스 순서상 클래스를 먼저 만들고 인스턴스를 나중에 만들기때문에 그렇습니다.

    도움이되었다면 좋겠네요
  47. 모야모야모야
    2020.2.9 re
  48. 기초가중요하넴..
    클래스멤버(메소드) 는 인스턴스멤버(메소드,변수) 접근이 불가능한 이유는
    설계도는 있지만 설계도에 작성을 하기 위해선 허가를 받아야 하는데 허가를 안받은 상태에서 설계도에 작성을 하려고 하기 때문에..

    인스턴스멤버가 클래스멤버에 접근 가능한 이유
    인스턴스멤버가 존재 한다는것은 이미 설계도 작성 허가가 되었다는것.
    허가가 된 상태에서는 설계도를 마음대로 수정권한이 있음

    이렇게 이해 하면 될까요?... 좀 어렵네요
  49. 야나두
    static 이 붙으면 정적, 즉 고정되어 있음. 프로그램을 실행할때 메모리에 먼저 할당되고 고정됨.
    instance 클래스에 속하는 객체, 영어뜻과 비슷하게 그때그때 할당된다.

    static 은 instance보다 먼저 할당되어 늦게 할당되는 instance에 접근이 가능하지만,
    instance는 먼저 할당된 static에 접근이 불가능 하다.

    20200119
  50. 과연다볼수있을까?
    20200113 완
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