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
작성자
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  1. 후우 어렵네요 특히 마지막..;
    전 이렇게 기억하려구요,

    클래스메소드 = 모델하우스, 샘플옷..
    클래스변수 = 모델, 마네킹.....

    인스턴스메소드 = 실제집, 실제판매옷
    인스턴스변수 = 일반인, 실제이용자

    1. 인스턴스메소드는 클래스멤버에 접근할 수 있다
    = 실제 집에 모델이 들어와 살 수 있습니다. 실제 옷을 마네킹에게 얼마든지 입혀볼 수 있습니다

    2. 클래스메소드는 인스턴스멤버에 접근할 수 없다
    = 모델하우스에 일반인이 들어가 살면 안됩니다. 샘플 옷 (마네킹용 옷)은 일반인이 입어서는 안됩니다.
  2. 엥?
    위의 내용이라면 클래스는 인스턴스에 접근 불가고
    인스턴스는 클래스에 접근 가능인데

    비유가 잘못 된거 아닌가요?
    대화보기
    • 알려주세요..
      안녕하세요 ~ c# 공부중인 학생입니다.

      C# 과 JAVA의 클래스는 다른건가요 ?

      static double PI = 3.14;
      // 클래스 변수가 된다는 것은 모든 메소드에서, 모든 인스턴스에서 동일한 값으로 가져오게 된다.

      라고 하셧는데 .

      Select1 select3 = new Select1();
      Console.WriteLine(select3.PI);

      을 하면 보호 수준때문에 가져오지 못한다고 합니다.

      Console.WriteLine(Select1.PI); 이 역시 보호수준 뜨구요...

      public 으로 선언해야 가져올 수 있더라구요. 자바랑 c# 은 static 과 public 이 개념적으로 다른건가요?

      저는 자바나 c# 이나 같은 객체지향언어이기에 큰 차이가 없을 거라 생각하고 공부하고 있었습니다만 ....

      아시는 분들 도와주세요 ㅠㅅ ㅜ
    • 고딩코딩
      하... 이고잉님 제발 이런 댓글 좀 무시해 주세요.
      대화보기
      • ryan
        뭔 개소리야
      • 열정하나
        3번째.... 이해 100% 완료
        아잣!
      • 응애
        닉값 ㅋㅋㅋㅋ
        대화보기
        • 5월 1일 클래스 맴버와 인스턴스 맴버 이 부분에 대해서는 약간 이해가 되는 것 같은데.. 직접 쓰라면 쓸 수 있을까..?하는...의문... 이해가 제대로 안된걸까요...흠..
        • 박현모
          감사합니다~ 잘 보았습니다~
        • 남초남중남고공대군대_넷업종
          제가 이해한 것이 맞는 지 피드백 부탁드립니다.

          일단, 클래스 영역 2개로 구분하겠습니다.
          1. 사용자 정의 클래스
          2. 메인 메소드가 있는 메인 클래스

          (1)사용자 정의 클래스에 썻던 static은 지역변수 개념이므로 그 해당 (1)클래스 안에서만 따로 저장된다.
          따라서, (2)메인 클래스에서 객체를 생성했더라도 (1)사용자 정의 클래스의 영역에는 아무 영향이 없다.
          그래서 (1)사용자 정의 클래스 내부에 있던 인스턴스 변수, 메소드는 아직 아무것도 할당 안된 상태로 간주하여
          에러가 난다. 이렇게 되면 난해하지만 어느정도 논리적으로 이해는 가능한데여^^ 아직 어렵다능...
        • 배성재
          입력 (파라미터) -> main method -> sub method

          각각은 매개변수로 이루어짐

          //
          이해가 안가는데 이미 클래스가 만들어진 뒤에 인스턴스 변수를 넣는건데 왜 안되는지 이해가 안갑니다.
        • 배성재
          static 뜻 자체가 정적이란 뜻
          대화보기
          • 안재원
            정적 변수/메소드와 클래스 변수/메소드는 뭐가 다른가요?? 분명 선언할 때 static을 붙이면 그게 클래스 맴버가 된다고 하셨는데,,
          • 난쏘공
            마지막은 형변환처럼 되는게 있고, 안되는게 있구나 하고 넘어갈게요
            다시 반복할 때 볼게요
          • 이준영
            최고다
          • 꿈*은이루어진다
            점점 어려워지네요ㅜ
            그래도 끝까지 열심히 해볼게요!
          • 하면된다하자
            완료
          • 브라이언원숭이
            static_instance 는

            static void static_instance(){

            System.out.println(instance_variable);

            라는 내용의 static 또는 class 메소드잖아요? 그럼 C1.static_instance();
            를 해석할때 클래스 단위에서 static 또는 class 메소드인 static_instance()로 진입은 됐는데
            메소드 내용이 인스턴스 변수를 참조하는 거니까 에러가 나는거다 이렇게 이해하고 있는데 맞나요?
          • 개발자가 되고 싶은 고등학생
            인스턴스 ->(통과) 클래스메소드 ->(통과)클래스 변수
            인스턴스 ->(통과)클래스메소드 -> (불통)인스턴스 변수
            인스턴스 ->(통과)인스턴스메소드 ->(통과)인스턴스 변수
            인스턴스 ->(통과)인스턴스메소드 ->(통과)클래스 변수

            클래스 ->(통과) 클래스메소드 ->(통과)클래스 변수
            클래스 ->(통과) 클래스메소드 ->(불통)인스턴스 변수
            클래스 ->(불통)인스턴스메소드 ->(통과)클래스 변수
            클래스 ->(불통)인스턴스메소드 ->(통과)인스턴스메소드
          • 가즈아
            살짝 피곤하셨나 봅니다...ㅎㅎ
            대화보기
            • 데이터정복
              클래스멤버와 인스턴스 멤버 이해 완료!
            • selina
              완료
            • 위 내용을 이해하기 어려우신 분들은
              https://stackoverflow.com......ava
              첫번째 답변 참고하세요.
            • Younghun Liam Youn
              감사합니다!
            • 민갱
              와 저거 내용 자체는 별로 안 어려운데 저렇게 써놓으니까 어려움
            • GoldPenguin
              감사합니다.
            • 루팡
              클래스 변수는 일반적으로 바뀔 필요없는 변수들을 따로 지정해 주는 것이구요
              인스턴스 변수는 각각의 인스턴스 내에서 원하는 결과값을 얻어내기 위한 서로 다른 변수를 의미합니다.
              대화보기
              • 완료.!
              • 왕바리
                인스턴스 변수와 클래스 변수로 나누어 쓰는 이유를 알려주세요.
              • 이정도로 정리할 수 있겠군요.

                클래스 내에서 선언된 멤버에 대해
                1. static 키워드를 지정하지 않으면 인스턴스 멤버
                → 클래스 내에 선언된 인스턴스 멤버는 인스턴스를 생성하기 전까지 클래스 메소드가 사용할 수 없음
                2. static 키워드를 지정하면 클래스 멤버
                → 클래스 내에 선언된 인스턴스 멤버에 static 키워드를 지정하면 클래스 멤버가 됨
                → 클래스 멤버는 인스턴스를 생성하지 않고도 사용할 수 있음
              • C언어만마스터
                클래스 안에서 static 키워드를 사용해서 클래스 변수와 클래스 메소드를 만들 수 있다는것 같은데
                이것은 C의 static 키워드와 동일한 기능을 한다고 이해하면 되는것 맞나요?
              • 심영
                어려워졌네요 확실히

                잘 보고 갑니다
              • yoon88
                완료
              • 재원갓
              • ㅇㅀㅇㄴ
                우리 재원이형님 강의 들읍시다
              • yoon88
                다시보기
              • yoon88
                2번 영상까지 완료
              • 티에리앙리
                질문 있습니다 마지막 코드에서
                24 ~ 26 행
                24 // 인스턴스를 이용해서 정적 메소드에 접근 -> 성공
                25 // 인스턴스 메소드가 정적 변수에 접근 -> 성공
                26 c.static_static();

                이렇게 나와 있는데
                24행에서 인스턴스를 이용해서 정적(클래스)메소드에 접근 -> 성공 은 알겠는데
                그 다음에
                25행에서 정적(클래스)메소드가 정적(클래스) 변수에 접근 -> 성공
                해야 되는거 아닌가요?
                갑자기 25행에서 왜 인스턴스 메소드가 되는지 의아합니다..
              • NoobUnityStarter
                https://www.youtube.com......4Lo

                그냥 스스로 복습차원에서
                글로 적는것보다는 영상으로 한번 만들어봤습니다..,
                이번건 어렵네요 ㅋ
              • 미림_likelion
                수강 완료 했습니다. 감사합니다.
              • 폐룬아
                자식이 왜 아빠에게 대들면안되죠? 너무 어이가 없네요~?
                대화보기
                • igoigo
                  static이 붙으면 항상 메모리에 올려두는구나 하고 생각하니 이해가 정말 쉬워졌어요^ㅅ^
                  좋은 설명 남겨주셔서 감사합니다!
                  대화보기
                  • 자바왕
                    스택, 힙 영역의 메모리부분은 일부로 제외하신거 같네요 ㅎㅎ
                    아무래도 초보자들을 위한 강의다보니
                    어렵게 전근할수 있는 부분은 제외하신듯 합니다.
                    구글 검색해보면 자료 많으니 참고하시는게 좋을듯요 ㅎㅎ
                    대화보기
                    • mdnbo1@naver.com
                      잘되는데 뭐가 안되시나요?
                      2개월전이니 지금은 해결하셨으려나 ㅎㅎ
                      혹시 질문있으면 제메일로 보내주세요 답변해드릴게요!
                      대화보기
                      • Logan Lee
                        절이 싫으면 중이 떠나야지요.

                        불평불만하실거면 훠이훠이~
                      • 돈내고 듣는 강의도 아닌데 불평하시는 분은 ...
                      • Jiwon
                        마지막은 간단하게 클래스는 아빠, 인스턴스는 자식이라고 보면 쉬울 것 같습니다.
                        아빠는 자식한테 접근(훈육..?)이 가능하지만 자식은 아빠한테 대들 수 없죠.. (접근 X)
                      • J_Project
                        감사합니다
                      • 우선 클래스가 두개가 설정되있네요~
                        1. 님께서 xxx.java 라고 파일을 생성하셨을텐데 xxx 클래스 안에 public void main () 메소드가 있어야해요~
                        2. xxx.java 가 컴파일이되면 xxx.class 가되죠? 그런데 님께서 두개의 클래스를 나열해 놓으셧어요~
                        굳이 두개를 넣으신다면 하나의 클래스 안에 다른 클래스를 넣어주셔야해요~
                        class xxx {

                        class xxx2{ }
                        }
                        이런식으로요~
                        수정하고나면 잘 동작하네요~!
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                        • 자바좀제발박살
                          저도 아직 초보이지만 님 댓글보고 해보다가 해결되서 답글 남깁니다. 혹시 저번 강의 CalculatorDemo4에서 작성하실 때, 위의 class 이름을 Calculator로 하지 않으셨나요? 저도 이클립스는 처음 다뤄봐서 자세히는 모르겠지만 이게 한번 class를 설정하면 똑같은 이름으로 다른 걸 추가해서 할 수 없는 것 같습니다.. 이건 더 잘하시는 분이 설명해주셨으면 좋겠습니다. 그래서 님이 작성하신 코드에서 Calculator부분을 Calculator2로 수정하고 main에서도 수정하시면 잘 작동할 것 같습니다.
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