JAVA - final

1. final 변수와 상수1

final 키워드는 이름 그대로 끝! 이라는 뜻이다

변수에 final 키워드가 붙으면 더는 값을 변경할 수 없다.

 

참고로, final은 class, method 를 포함한 여러 곳에 붙을 수 있다. 지금은 변수에 붙는 final 키뤄드를 알아보자. 나머지 final의 사용법은 상속을 설명한 이후에 설명한다.

final - 지역 변수

public class FinalLocalMain {
    public static void main(String[] args) {
        //final 지역 변수
        final int data1;
        data1 = 10;// 최초 한번만 할당 가능
//        data1 = 20;// 컴파일 오류

        //final 지역 변수2
        final int data2 = 10;
//        data2 = 20;//컴파일 오류
        method(10);
    }

    static void method(final int parameter) {
//        parameter = 20; // 컴파일 오류
    }
}

• final 을 지역 변수에 설정할 경우 최초 한번만 할당할 수 있다. 이후에 변수의 값을 변경하려면 컴파일 오류가 발생한다.
• final을 지역변수로 선언시 바로 초기화 한 경우 이미 값이 할당되었기 때문에 값을 할당할 수 없다.
• 매개변수에 final이 붙으면 메서드 내부에서 매개변수의 값을 변경할 수 없다. 따라서 메서드 호출 시점에 사용된 값이 끝까지 사용된다.

final - 필드(멤버 변수)

public class ConstructInit {
    final int value;

    public ConstructInit(int value) {
        // 멤버 변수 선언만 해두고 초기화는 하지 않았기 때문에
        // 생성자 생성 가능
        this.value = value;
    }
}

• final을 필드에 사용할 경우 해당 필드는 생성자를 통해서 한번만 초기화 될 수 있다.

package final1;

public class FieldInit {
    static final int CONST_VALUE = 10; //
    final int value = 10; // 멤버 변수를 바로 초기화하면 생성자 못만듬

//    public FieldInit(int value) {
//        this.value = value;
//    }
}

• final 필드를 필드에서 초기화하면 이미 값이 설정되었기 때문에 생성자를 통해서도 초기화할 수 없다.
• 코드에서 보는 것 처럼 static 변수에도 final을 선언할 수 있다.
  • CONST_VALUE로 변수 작명 방법이 대문자를 사용했는데, 이 부분은 바로 뒤에 상수에서 설명한다.

public class FinalFieldMain {
    public static void main(String[] args) {
        //field 필드 - 초기화
        System.out.println("생성자 초기화");
        ConstructInit constructInit1 = new ConstructInit(10);
        ConstructInit constructInit2 = new ConstructInit(20);
        System.out.println("constructInit1.value = " + constructInit1.value);
        System.out.println("constructInit2.value = " + constructInit2.value);

        //field 필드 - 필드 초기화
        System.out.println("필드 초기화");
        FieldInit fieldInit1 = new FieldInit();
        FieldInit fieldInit2 = new FieldInit();
        FieldInit fieldInit3 = new FieldInit();
        System.out.println("fieldInit1.value = " + fieldInit1.value);
        System.out.println("fieldInit2.value = " + fieldInit2.value);
        System.out.println("fieldInit3.value = " + fieldInit3.value);

        //상수
        System.out.println("상수");
        System.out.println("FieldInit.CONST_VALUE = " + FieldInit.CONST_VALUE);

    }
}

ConstructInit 과 같이 생성자를 사용해서 final 필드를 초기화 하는 경우, 각 인스턴스마다 final 필드에 다른 값을 할당할 수 있다. 물론 final을 사용했기 때문에 생성 이후에 이 값을 변경하는 것은 불가능하다.

• FieldInit과 같이 final 필드를 필드에서 초기화 하는 경우, 모든 인스턴스가 다음 오른쪽 그림과 같이 같은 값을 가진다.
• 여기서는 fieldInit 인스턴스의 모든 value 값은 10이 된다.
• 왜냐하면 생성자 초기화와 다르게 필드 초기화는 필드의 코드에 해당 값이 미리 정해져있기 때문이다.
• 모든 인스턴스가 같은 값은 값을 사용하기 때문에 결과적으로 메모리를 낭비하게 된다.(물론 JVM에 따라서 내부 최적화를 시도할 수 있다.) 또 메모리 낭비를 떠나서 값은 값이 계속 생성되는 것은 개발자가 보기에 명확한 중복이다. 이럴 때 사용하면 좋은 것이 바로 static영역이다.

static final

• FieldInit.MY_VALUE는 static 영역에 존재한다. 그리고 final 키워드를 사용해서 초기화 값이 변하지 않는다.
• static 영역은 단 하나만 존재하는 영역이다. MY_VALUE 변수는 JVM상에서 하나만 존재하므로 앞서 설명한 메모리 중복과 메모리 비효율 문제를 모두 해결할 수 있다.

2. final변수와 상수2

Constant(상수)

상수는 변하지 않고, 항상 일정한 값을 갖는 수를 말한다. 자바에서는 보통 단 하나만 존재하는 변하지 않는 고정된 값을 상수라 한다.

이런 이유로 상수는 static final 키워드를 사용한다.

자바 상수 특징

• static final 키워드를 사용한다.
• 대문자를 사용하고 구분은 _(언더스코어)로 한다.(관례)
  • 일반적인 변수와 상수를 구분하기 위해 이렇게 한다.
• 필드는 직접 접근해서 사용한다.
  • 상수는 기능이 아니라 고정된 값 자체를 사용하는 것이 목적이다.
  • 상수는 값을 변경할 수 없다. 따라서 필드에 직접 접근해도 데티어가 변하는 문제가 발생하지 않는다.

public class ConstantMain1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("프로그램 최대 참여자 수 : " + 1000);
        int currentUserCount = 999;
        process(currentUserCount++);
        process(currentUserCount++);
        process(currentUserCount++);
    }

    private static void process(int currentUserCount) {
        System.out.println("참여자 수 : " + currentUserCount);
        if ((currentUserCount > 1000)) {
            System.out.println("대기자로 등록핣니다");
        } else {
            System.out.println("게임에 참여합니다.");
        }
    }
}

이 코드에는 다음과 같은 문제가 있다.

• 만약 프로그램의 최대 참여자 수를 현재 1000명에서 2000명으로 번경해야 하면 2곳의 변경 포인트가 발생한다. 만약 애플리케이션의 100곳에서 이 숫자를 사용했다면 100곳을 모두 변경해야 한다.
• 매직 넘버 문제가 발생했다. 숫자 1000이라는 것이 무슨 뜻일까?? 이 값만 보고 이해하기 어렵다.

public class ConstantMain2 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("프로그램 최대 참여자 수 : " + Constant.MAX_USERS);
        int currentUserCount = 999;
        process(currentUserCount++);
        process(currentUserCount++);
        process(currentUserCount++);
    }

    private static void process(int currentUserCount) {
        System.out.println("참여자 수 : " + currentUserCount);
        if ((currentUserCount > Constant.MAX_USERS)) {
            System.out.println("대기자로 등록핣니다");
        } else {
            System.out.println("게임에 참여합니다.");
        }
    }
}

• Constant.MAX_USERS 상수를 사용했다. 만약 프로그램 최대 참여자 수를 변경해야 하면 Constant.MAX_USERS의 상수 값만 변경하면 된다.
• 매직 넘버 문제를 해결했다. 숫자 1000이 아니라 사람이 인지할 수 있게 MAX_USERS라는 변수명으로 코드를 이해할 수 있다.

3. final 변수와 참조

final은 변수의 값을 변경하지 못하게 막는다. 그런데 여기서 변수의 값이라는 것이 뭘까?

• 변수는 크게 기본형 변수와 참조형 변수가 있다.
• 기본형 변수는 10, 20 같은 값을 보관하고, 참조형 변수는 객체의 참조값을 보관한다.
  • final을 기본형 변수에 사용하면 값을 변경할 수 없다.
  • final을 참조형 변수에 사용하면 참조값을 변경할 수 없다.

좀더 복잡한 예제를 만들어 보자.

public class Data {
    public int value;
}

public class FinalRefMain {
    public static void main(String[] args) {
        // final이기 때문에 또 객체 생성 불가
        final Data data = new Data();
//        data = new Data();// 컴파일 오류

        //참조 대상의 값을 변경 가능
        data.value = 10;
        System.out.println("data.value = " + data.value);
        data.value = 20;
        System.out.println("data.value = " + data.value);
    }
}

참조형 변수 data에 final이 붙었다. 변수 선언 시점에 참조값을 할당했으므로 더는 참조값을 변경할 수 없다.

그런데 참조 대상의 객체 값은 변경할 수 있다.

• 참조형 변수 data에 final이 붙었다. 이 경우 참조형 변수에 들어있는 참조값을 다른 값으로 변경하지 못한다. 쉽게 이야기해서 이제 다른 객체를 참조할 수 없다. 그런데 이것의 정확한 뜻을 잘 이해해야 한다. 참조형 변수에 들어있는 참조값만 변경하지 못한다는 뜻이다. 이 변수 이외에 다른 곳에 영향을 주는 것이 아니다.
• Data.value는 final이 아니다. 따라서 값을 변경할 수 있다.

 

final은 매우 유용한 제약이다. 만약 특정 변수의 값을 하당한 이후에 변경하지 않아야 한다면 final을 사용하자.

예를 들어 고객의 id 변경하면 큰 문제가 발생한다면 final로 선언하고 값을 할당하자.

만약 어디선가 실수로 id값을 변경한다면 컴파일러가 문제를 찾아줄 것이다.

public class Member {
    private final String id;// final 키워드 사용
    private String name;
    public Member(String id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

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

    public void print() {
        System.out.println("id : " + id + ", name : " + name);
    }
}