[Java] 중첩 클래스 nested class

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참고 문서

중첩 클래스란 클래스 내부에 또 다른 클래스를 선언하는 기법을 말한다. 클래스를 클래스의 멤버처럼 취급하며 프로그램의 구조를 간략화하는 특징이 있다. 제한적인 지역에서만 필요한 클래스를 선언할 때 사용한다. 중첩 클래스라고도 한다.

이 글에서 외부 클래스란 중첩 클래스를 소유한 클래스를 의미한다.

중첩 클래스의 컴파일

중첩 클래스는 외부 클래스의 클래스명에 달러표시$와 자기 자신의 클래스명이 붙은 형태로 컴파일된다. 예를 들어 Parent 클래스 내에 Child라는 중첩클래스가 있으면 컴파일 후 Parent$Child.class 라는 파일이 생성된다. 만약 중첩 클래스가 익명일 경우엔 선언된 순서에 따라 숫자로 대체된다. Parent.java의 맨 위에서부터 첫 번째 익명 클래스는 Parent$1.class, 두 번째 익명 클래스는 Parent$2.class 이런 식으로…

스태틱 중첩 클래스 static nested class

클래스 내부에 스태틱으로 선언된 중첩 클래스를 말한다. private이 아닌 스태틱 중첩 클래스는 다른 클래스에서 마치 독립된 클래스를 다루듯이 접근할 수 있다.

class Outer {
    private static int outerMember;

    public static class Nested {
        private static int innerMember;

        public static void nestedM() {
            System.out.println(outerMember + innerMember);
        }
    }

    public static void outerMethod() {
        System.out.println(outerMember + Nested.innerMember);
        // 외부 클래스에서 중첩 클래스 멤버의 접근제어에 영향을 받지 않는다.
    }
}

다른 클래스에서는 아래처럼 접근한다:

Outer.Nested.nestedM();
// Outer.Nested.innerMember; //private이기 때문에 접근불가

중첩 클래스 non-static nested class

스태틱이 아닌 중첩 클래스. 스태틱 멤버를 선언할 수 없다.

스태틱 중첩 클래스에 비해 약간 번거롭다. 이 클래스의 인스턴스를 얻으려면 static이 아니라서 외부 클래스의 인스턴스를 먼저 만들어야 가능하기 때문.

public이 아니라 private으로 선언한 경우 외부 클래스가 인스턴스를 만들어 반환하는 메서드를 제공해야 다른 클래스에서 사용 가능.

import org.junit.Assert;
import org.junit.Test;

public class NestedFactoryTest {

    @Test
    public void test() {
        // #1 중첩 클래스가 public일 때: 인스턴스 직접 접근
        NestedClass inner = NestedClassFactory.getNestedClass();
        Assert.assertNotNull(inner);

        // #2 중첩 클래스가 private일 때: 인스턴스 직접 접근 불가.
        // compile error: The type NestedClassFactory.NestedHiddenClass is not visible
        // NestedClassFactory.NestedHiddenClass inner2 = NestedClassFactory.getNestedHiddenClass();
        Assert.assertEquals("fire egg", NestedClassFactory.getValueOfNestedHiddenClass());
    }
}

class NestedClassFactory {
    /** 인스턴스 생성 방지용 생성자 선언. 중첩 클래스와는 관계 없음. */
    private NestedClassFactory() {}

    /** 중첩 클래스 #1 */
    public class NestedClass {}

    /** 중첩 클래스 #2 */
    private class NestedHiddenClass {
        public String getValue() {
            return "fire egg";
        }
    }

    public static NestedClass getNestedClass() {
        NestedClass inner = new NestedClassFactory().new NestedClass();
        return inner;
    }

    public static NestedHiddenClass getNestedHiddenClass() {
        NestedHiddenClass inner = new NestedClassFactory().new NestedHiddenClass();
        return inner;
    }

    public static String getValueOfNestedHiddenClass() {
        NestedHiddenClass inner = new NestedClassFactory().new NestedHiddenClass();
        return inner.getValue();
    }
}

example: nested enum type

public class NestedEnumTest {
    @Test
    public void test() {
        NestedEnumTestBean.InsertType insertType = NestedEnumTestBean.InsertType.APPEND;
        Assert.assertEquals("APPEND", insertType.toString());
    }
}

class NestedEnumTestBean {
    private InsertType emailInsertType;

    public enum InsertType {
        APPEND, NEW;
    }

    public InsertType getEmailInsertType() {
        return emailInsertType;
    }

    public void setEmailInsertType(InsertType emailInsertType) {
        this.emailInsertType = emailInsertType;
    }
}

로컬 클래스 local class

메서드 블록 내에서 선언한 클래스로, 일회성 클래스가 필요할 때 사용한다.

class Outer {
    public void outerM() {
        int localMember = 30;

        class Local {
            private int d = 40; //static 생성불가

            public void localM() {
                // ...
            }
        }
    }
}

로컬 클래스는 선언한 메서드에서만, 위와 같은 경우엔 outerM() 메서드 안에서만 사용할 수 있다. 인스턴스 생성은 불가능하며 static을 사용할 수 없다.

익명 클래스 anonymous class

이름이 없는 로컬 클래스. 익명 클래스는 반드시 어떠한 클래스를 상속받거나 인터페이스의 구현체 형태여야 한다.

class Outer {
    public Object outerM() {

        return new Object() {
            // 익명 클래스 영역 -> 멤버선언가능

            @Override
            public String toString() {
                return "overrided";
            }
        };
    }
}

Outer o = new Outer();
System.out.print(o.outerM()); // overrided

인터페이스 구현체를 익명 클래스로 작성하는 방식은 다음과 같다:

interface Inner {
    void printMessage();
}

public class Outer {
    public static void main(String[] args) {
        Inner inner = new Inner() {
            @Override
            public void printMessage() {
                System.out.println("overrided");
            }
        };
        inner.printMessage(); // "overrided"
    }
}

익명 클래스를 활용하면 메서드의 내용을 호출부(caller)에서 작성하고 피호출부(callee)에서 해당 메서드를 실행하는 콜백(callback) 구조를 만들 수 있다.

interface Callback {
    public void outPrint(String msg);

    public void doSomethingWithCaller();
}

class Callee {
    public static void sayHello(Callback callback, String msg) {
        callback.outPrint(msg);
        callback.doSomethingWithCaller();
    }
}

public class Caller {
    public static void main(String[] args) {

        final String phone = "010-xxx1-4xxx";
        // 중첩 클래스에서 참조하는 지역변수는 반드시 파이널 변수여야 함.

        Callback callback = new Callback() {
            @Override
            public void outPrint(String msg) {
                System.out.println(msg);
            }

            @Override
            public void doSomethingWithCaller() {
                System.out.println("my number is " + phone);
            }
        };

        Callee.sayHello(callback, "Hello there! Mighty fine morning! if you ask me, I'm Waldo.");
    }
}

example: callback method

class Sum {
    interface OnMaxNumberCb {
        void onMaxNumber(int number, int exceed);
    }

    private int number = 0;
    private int maxNumber = 0;
    private OnMaxNumberCb myCallback;

    public void setOnMaxNumberCb(OnMaxNumberCb callback) {              
        myCallback = callback;
    }

    public void setMaxNumber(int max) {
        maxNumber = max;
    }

    public int addNumber(int adder) {
        number = number + adder;

        if (myCallback != null) {
            if (number >= maxNumber) {
                myCallback.onMaxNumber(number, number - maxNumber);
            }
        }

        return number;
    }

    public int getTotal() {
        return number;
    }
}


public class CallbackTest {
    public static void main(String[] args) {
        Sum total = new Sum();

        Sum.OnMaxNumberCb callback = new Sum.OnMaxNumberCb() {

            @Override
            public void onMaxNumber(int number, int exceed) {
                System.out.println("Current sum is " + number
                                    + " and exceeds" + exceed);
            }
        };

        total.setMaxNumber(50);
        total.setOnMaxNumberCb(callback);

        for(int i = 1; i <= 11; i++) {
            total.addNumber(i);
        }

        System.out.println("Total is " + total.getTotal());
    }
}