9-2.생성자

9-2-1.생성자

new 연산자로 객체를 생성하면 모든 필드는 0, null, false 등의 기본값으로 초기화된다. 지역변수와 달리 쓰레기는 치워 주지만 그냥 0일 뿐 의미있는 값은 아니다. 객체의 용도에 맞게 초기화하기 위해 생성 후 각 필드에 원하는 값을 대입한다.

Car korando = new Car();

korando.name = "코란도C";

korando.gasoline = false;

지금까지 만든 예제는 자동차 생성 후 이름과 연료 종류를 일일이 대입하여 초기화했다. 생성 직후 매번 초기화하기는 번거롭다. 그나마 필드 개수가 적으면 할만하지만 필드가 늘어나고 초기화 방법이 복잡해지면 생성 후에 할 일이 너무 많다.

유효한 객체를 만들려면 초기화는 필수 과정이다. 이왕 초기화할거라면 생성 후 따로 대입하는 것보다 아예 생성할 때 객체 스스로 초기화하는 것이 편리하다. 이때는 초기화를 전담하는 생성자라는 특별한 메서드가 사용되는데 일반 메서드에 비해 다음과 같은 차이점이 있다.

① 메서드 이름이 클래스 이름과 같다.

② 초기화만 담당하므로 리턴값이 없다.

객체 생성시에 자동으로 호출되므로 이름과 리턴에 대한 규칙은 강제적이며 반드시 지켜야 한다. 인수는 원하는대로 받을 수 있으며 주로 필드의 초기값을 받아 대입하는 역할을 한다. 다음 예제는 자동차 객체를 초기화하는 생성자를 정의한다.

constructor	실행결과
class Car { String name; boolean gasoline; Car(String aName, boolean aGasoline) { name = aName; gasoline = aGasoline; } void run() { if (gasoline) { System.out.println("부릉 부릉"); } else { System.out.println("덜컹 덜컹"); } } void stop() { System.out.println("끼이익"); } } class JavaTest { public static void main(String[] args) { Car korando = new Car("코란도C", false); korando.run(); korando.stop(); } }	덜컹 덜컹 끼이익

Car 클래스의 생성자는 Car() 이며 2개의 인수를 받아 name과 gasoline 필드에 대입한다. 이름이 Car라는 것과 리턴 타입 지정이 아예 없다는 점을 유의하자. new 연산자로 객체를 생성할 때 원하는 초기값을 생성자로 전달하면 필드에 대입된다. 세 줄로 작성했던 객체 생성 및 초기화 문장이 한 줄로 짧아진다.

필드에 대입할 값이 생성자 호출문의 인수 목록으로 쏙 들어가 생성문이 간결해지고 어떻게 초기화되는지 파악하기도 쉽다. 필드에 초기값을 대입하는 생성자 코드를 클래스에 포함시켜 두고 생성 시점에 인수를 받아 실행한다. 생성자의 형식 인수 이름은 필드와 달라야 한다. 다음과 같이 작성하면 안된다.

Car(String name, boolean gasoline) {

name = name;

gasoline = gasoline;

}

메서드 내에서는 지역변수가 우선이어서 필드와 같은 이름의 형식 인수를 사용하면 인수에 의해 필드가 가려진다. name = name 대입문은 자신의 값을 스스로에게 대입하는 의미없는 동작을 하며 결국 필드는 초기화되지 않는다.

초기화 대상 변수와 초기값의 명칭 충돌 문제라 중복만 해결하면 된다. 위 예제는 형식 인수 이름 앞에 인수(Argument)라는 의미의 a 접두를 붙였다. 접두 대신 본체에서 필드 앞에 this 키워드를 붙이는 방법도 있다.

Car(String name, boolean gasoline) {

this.name = name;

this.gasoline = gasoline;

}

클래스 안에서 this는 객체 자신을 나타내며 객체의 멤버를 칭할 때 사용한다. 위 코드에서 this.name은 지금 초기화중인 객체의 name 필드를 의미하며 그냥 name은 생성자의 형식 인수이다. this.name = name 은 인수로 받은 name 값을 객체의 name 필드에 대입한다는 뜻이다.

어떤 방법을 쓰든 인수와 필드를 구분할 수만 있으면 된다. 접두를 붙이는 방법보다 this를 사용하는 방법이 타이핑 수가 약간 많지만 직관적이다. this는 이 외에도 여러 가지 용도가 있는데 차차 연구해 보자. 다음 예제는 Time 클래스의 생성자를 정의한다.

timector

실행결과

class Time { boolean am; int hour; int minute; int second; Time(boolean am, int hour, int minute, int secound) { this.am = am; this.hour = hour; this.minute = minute; this.second = secound; } void whatTime() { System.out.print(am ? "오전 ":"오후 "); System.out.println(hour + "시 " + minute + "분 " + second + "초"); } } class JavaTest { public static void main(String[] args) { Time now = new Time(true, 12, 34, 56); now.whatTime(); } }

오전 12시 34분 56초

Time의 생성자는 시간 요소를 구성하는 4개의 필드값을 인수로 받아 각 필드에 대입한다. 단 한 줄로 시간 객체를 초기화할 수 있어 편리하며 생성문을 보면 초기화된 시간을 바로 알 수 있어 코드를 읽기도 쉽다.

9-2-2.생성자 오버로딩

복잡한 객체는 초기화하는 방법도 다양하다. 생성자도 일종의 메서드여서 시그니처가 다르면 여러 벌로 오버로딩 가능하다. 생성자가 여러 개 있으면 객체의 용도나 보유한 정보에 따라 선택적으로 초기화할 수 있다. 다음 예제는 Time 클래스의 생성자를 오버로딩한다.

ctorover

실행결과

class Time { boolean am; int hour; int minute; int second; Time(boolean am, int hour, int minute, int second) { this.am = am; this.hour = hour; this.minute = minute; this.second = second; } Time(boolean am, int hour, int minute) { this.am = am; this.hour = hour; this.minute = minute; this.second = 0; } Time(int hour24, int minute) { this.am = hour24 < 12; this.hour = hour24 % 12; this.minute = minute; this.second = 0; } void whatTime() { System.out.print(am ? "오전 ":"오후 "); System.out.println(hour + "시 " + minute + "분 " + second + "초"); } } class JavaTest { public static void main(String[] args) { Time now = new Time(true, 12, 34); now.whatTime(); Time today = new Time(18, 30); today.whatTime(); } }

오전 12시 34분 0초 오후 6시 30분 0초

Time이라는 똑같은 이름으로 세 개의 생성자를 오버로딩했다. 초기화 방법에 따라 필요한 인수의 개수나 타입이 다르다. 첫 번째 생성자는 모든 필드를 다 초기화하는 완벽한 버전이다. 4개의 인수로 모든 필드를 섬세하게 초기화하지만 인수가 많아 번거롭다.

두 번째 생성자는 초단위는 무시하고 분까지만 대입하며 초는 0으로 가정한다. 시간값에서 초는 그리 중요하지 않아 생략하는 경우가 많다. 일상 생활에서도 12시 40분에 약속을 정하지 12시 40분 26초로 하지는 않는다. 그래서 잘 쓰지도 않는 초는 제외하고 3개의 인수만 받는다.

마지막 생성자는 오전/오후를 별도의 인수로 전달받지 않고 24시간제의 시간값으로 자동 판별한다. 시간값이 12보다 작으면 오전이고 12 이상이면 오후이며 시간은 12로 나눈 나머지를 취한다. 시, 분 두 개의 인수만 전달하면 된다.

main에서 2개의 시간 객체를 각각 다른 방법으로 초기화하여 출력했는데 정상적인 시간값으로 잘 출력된다. 18시 30분이 오후 6시 30분으로 표현된다. 상황에 따라 초기화 방법을 선택할 수 있다는 면에서 편리하지만 생성자끼리 중복되는 코드가 많다.

두 개의 생성자는 초 필드 초기화 여부만 다를 뿐 오전/오후, 시, 분의 값을 대입하는 코드가 일치한다. 질적으로 다른 초기화가 아니라 일부 생략이나 자동 계산 정도의 차이인데 이럴 때는 생성자끼리 호출하여 중복을 제거한다. 생성자에서 다른 생성자를 호출할 때는 this를 사용한다.

ctorcall	실행결과
class Time { .... Time(boolean am, int hour, int minute) { this(am, hour, minute, 0); } Time(int hour24, int minute) { this(hour24 < 12, hour24 % 12, minute); } ....	오전 12시 34분 0초 오후 6시 30분 0초

두 번째 생성자는 첫 번째 생성자를 호출하되 second 인수 대신 0을 전달한다. 세 번째 생성자는 두 번째 생성자를 호출하되 시간으로부터 am값을 판별하고 시간을 12로 나눈 나머지로 정규화하여 전달한다. 전달받은 정보를 가공하여 다른 생성자를 호출하는 것이다.

new Time(true, 12, 34) 생성문에 의해 두 번째 생성자가 호출되며 여기서 초 값을 0으로 하여 첫 번째 생성자를 호출한다. am, 시, 분은 원하는대로 초기화되고 초는 0으로 리셋된 시간 객체가 생성된다. new Time(18, 30) 생성문은 인수가 2개이므로 세 번째 생성자가 호출된다. 여기서 상위의 생성자를 다음 순서대로 호출한다.

필드를 초기화하는 진짜 코드는 한 생성자에만 작성하고 나머지는 인수로 전달받은 값을 가공해 넘기는 식이다. 중복 코드가 제거되어 간략하며 초기화의 주요 논리가 한 곳에 집중되어 관리에도 유리하다. 사용자는 객체를 만들 때 원하는 생성자를 골라 호출할 수 있다. 다음 두 생성문의 효과는 완전히 같다.

new Time(true, 12, 34)

new Time(true, 12, 34, 0)

생성자를 중복 정의하지 않더라도 사용자가 초 필드를 알아서 0으로 넘기면 되지 않을까? 그렇기는 하지만 인수를 4개 적는 것과 3개 적는 것은 편의성이 다르다. 초를 0으로 적는 것 정도는 좀 귀찮은 수준이지만 다음 생성문은 사용자가 직접 변환하기 쉽지 않다.

new Time(18, 30)

new Time(false, 6, 30, 0)

18시라는 시간을 오후 6시로 바꿔야 하고 초값은 0으로 전달해야 한다. 이런 귀찮은 암산을 대신해 주기 위해 생성자를 일일이 오버로딩시켜 놓는다. 생산성을 조금이라도 향상시키려면 객체를 최대한 쓰기 쉽게 만들어야 한다.

클래스의 내부가 복잡해지고 성능이 희생되더라도 쉽고 직관적이어야 객체를 척척 조립하여 프로그램을 신속하게 만들 수 있다. 클래스를 만드는 한 명이 100만큼의 수고를 더 하더라도 사용하는 사람 1000명이 1만큼만 편해져도 전체적으로 이득이다. 이것이 객체지향의 철학이다.

9-2-3.디폴트 생성자

new 연산자는 객체를 생성하면서 인수 목록에 맞는 생성자를 호출하여 초기화까지 처리한다. 다음 호출에 의해 Car(String, boolean), Time(boolean, int, int) 생성자가 각각 호출되어 자동차와 시간 객체를 만든다.

new Car("코란도C", false)

new Time(true, 12, 34);

그렇다면 생성자를 정의하기 전에 만들었던 예제에서 Car 객체나 Time 객체를 생성하는 문장은 어떤 생성자를 호출할까?

new Car()

new Time()

괄호가 있는 것으로 봐서 분명히 생성자 호출문인데 인수가 없다. 생성자를 정의하지 않았음에도 객체가 잘 생성되었다. 이 코드가 동작하는 이유는 컴파일러가 디폴트 생성자를 자동으로 만들어 주기 때문이다.

인수가 없는 생성자를 디폴트 생성자라고 하며 인수없는 생성자(no arg constructor)라고도 부른다. 전달받은 정보가 없어 아무 동작도 하지 않으며 모든 필드는 기본값으로 초기화된다. 최초의 Car 클래스 예제는 별도의 생성자를 정의하지 않았지만 다음 생성자가 자동으로 정의되며 그래서 자동차 객체를 만들 수 있었다.

Car() { }

컴파일러가 디폴트 생성자를 만들어 주는 이유는 개발자가 생성자를 정의하지 않더라도 최소한 기본값으로 객체를 생성할 수 있어야 하기 때문이다. 컴파일러의 이 서비스는 생성자가 하나도 없을 때만 제공되며 다른 생성자가 있으면 디폴트 생성자를 자동으로 정의하지 않는다. 그래서 다음 코드는 에러 처리된다.

class Car {

String name;

boolean gasoline;

Car(String name, boolean gasoline) {

this.name = name;

this.gasoline = gasoline;

}

....

}

Car korando = new Car();

korando.name = "코란도C";

korando.gasoline = false;

Car(String, boolean) 생성자가 있으니 컴파일러는 디폴트 생성자를 정의하지 않으며 따라서 new Car() 문장은 호출할 생성자를 찾지 못한다. 클래스를 만든 개발자가 자동차를 만들 때는 이름과 연료 종류를 반드시 지정하라는 것을 명시했으므로 컴파일러가 디폴트 생성자를 만들 이유가 없다.

이 클래스의 사용자는 반드시 new Car("소나타", true) 식으로 차이름과 연료 종류를 밝혀야 한다. 만약 정 인수없이 객체를 생성하고 싶다면 모든 생성자를 없애 컴파일러가 디폴트 생성자로 정의하도록 하거나 아니면 디폴트 생성자도 오버로딩하여 인수없이 객체를 생성할 수 있음을 명시해야 한다.

defctor

실행결과

class Car { String name; boolean gasoline; Car() { } Car(String name, boolean gasoline) { this.name = name; this.gasoline = gasoline; } void run() { if (gasoline) { System.out.println("부릉 부릉"); } else { System.out.println("덜컹 덜컹"); } } void stop() { System.out.println("끼이익"); } } class JavaTest { public static void main(String[] args) { Car sonata = new Car("소나타", true); sonata.run(); Car korando = new Car(); korando.name = "코란도C"; korando.gasoline = false; korando.run(); } }

부릉 부릉 덜컹 덜컹

두 개의 생성자가 오버로딩되어 있다. Car(String, boolean) 생성자를 호출하여 필드를 원하는 방식으로 초기화하는 것이 가장 이상적이다. 이 생성자 외에도 인수를 받지 않는 디폴트 생성자도 직접 정의해 두어 new Car() 호출문으로 객체를 생성할 수 있다. 이 경우 필드는 기본값으로 초기화되며 원하는 값을 직접 대입해야 한다.

Car 클래스는 워낙 단순해서 디폴트 생성자가 별반 할 일이 없고 인수를 받지 않아 필드를 초기화할 수도 없다. 복잡한 클래스는 필드 초기화 외에도 네트웍 연결이나 데이터베이스 오픈 등의 작업이 필요한데 이런 작업은 인수없이도 할 수 있어 디폴트 생성자가 처리한다.

디폴트 생성자는 객체 자동 생성이나 직렬화 등에 꼭 필요하며 이런 클래스는 디폴트 생성자가 필수이다. 자세한 것은 관련 부분에서 알아보기로 하고 여기서는 개발자가 생성자를 정의하지 않으면 인수 없는 디폴트 생성자가 자동으로 정의된다는 것만 이해하고 넘어가자.

9-2-4.생성자의 특수성

생성자는 코드를 실행한다는 면에서 분명 메서드이지만 맡은 임무가 초기화로 정해져 있다는 면에서 특수하며 일반 메서드와 다음과 같은 차이점이 있다.

l 생성자는 객체 생성시에 new 연산자에 의해 자동으로 호출된다. 컴파일러가 생성자를 찾으려면 이름이 고정적이어야 하며 그래서 클래스 이름과 같은 이름을 쓴다.

l 초기화만 하므로 리턴의 개념이 없다. 리턴할 값이 없고 리턴값을 받아줄 대상도 없으며 리턴 타입을 명시할 필요가 없다. 심지어 void라고 적을 필요도 없다.

l 생성자는 객체를 생성할 때 딱 한 번만 호출할 수 있다. 하는 일이 초기화이므로 사실 두 번 호출할 필요가 없다. 초기화라는 말 자체가 일회적인 개념이다.

l 객체 생성시 외에 생성자를 직접 호출할 수 있는 방법은 없다. 단, 예외적으로 생성중에 생성자끼리는 상호 호출 가능하다.

l 나중에 상속편에서 다시 알아보겠지만 생성자는 해당 클래스만을 위해 존재하므로 자식 클래스로 상속되지 않는다.

이런 특수성 때문에 생성자는 메서드로 분류하지 않고 그냥 생성자라고 부르며 클래스 다이어그램을 그릴 때 따로 그린다. 생성자에서 다른 생성자를 호출할 때는 기본 초기화 후에 추가 초기화를 하는 것이 논리에 맞아 반드시 첫 줄에서 우선적으로 호출해야 한다. 가령 필드값 일부를 먼저 초기화한 후 다른 생성자를 호출한다고 해 보자.

Time(boolean am, int hour, int minute) {

am = false;

this(am, hour, minute, 0);

}

이런 코드를 허용하면 먼저 수행한 초기화가 나중에 호출한 생성자에 의해 효력이 없어지거나 무의미해진다. 그래서 다른 생성자를 먼저 호출하여 기본 초기화를 수행한 후 더 필요한 초기화를 하도록 되어 있으며 this 구문이 첫 줄 이후에 오면 에러 처리된다.

생성과 초기화라는 동작은 본질적으로 일회적이다. 딱 한 번만, 그것도 객체가 만들어질 때만 호출할 수 있다. 만약 객체 생성 후에도 생성자를 마음대로 호출할 수 있다면 객체 내부에서 다음 코드가 가능해진다.

this("제네시스", true);

이렇게 되면 코란도가 갑자기 제네시스가 되어 다른 객체로 탈바꿈해 버린다. 완전히 다른 객체가 필요하다면 아예 새로운 객체를 하나 더 만드는 것이 옳지 기존 객체를 재초기화하는 것은 대개의 경우 불필요하며 바람직하지도 않다. 그래서 생성자를 임의로 호출하는 것은 허용하지 않는다.

만약 굳이 재초기화 기능을 넣고 싶다면 방법이 전혀 없는 것은 아니다. 사용하던 객체를 처음 상태로 되돌린다거나 깨끗한 상태로 리셋하는 경우는 실무에서 종종 있다. 이럴 때는 초기화 코드를 생성자에 두지 말고 별도의 초기화 전담 메서드를 따로 만든다.

init

실행결과

class Car { String name; boolean gasoline; Car(String name, boolean gasoline) { init(name, gasoline); } void init(String name, boolean gasoline) { this.name = name; this.gasoline = gasoline; } void run() { if (gasoline) { System.out.println("부릉 부릉"); } else { System.out.println("덜컹 덜컹"); } } void stop() { System.out.println("끼이익"); } } class JavaTest { public static void main(String[] args) { Car korando = new Car("코란도C", false); korando.run(); korando.stop(); korando.init("제네시스", true); korando.run(); korando.stop(); } }

덜컹 덜컹 끼이익 부릉 부릉 끼이익

생성자가 하던 초기화를 init라는 다른 메서드로 업무 이관하고 생성자는 init를 호출하여 초기화를 수행한다. init는 일반 메서드이므로 객체 생성 후에도 얼마든지 호출하여 객체를 재초기화할 수 있다. main에서 코란도로 생성한 차를 제네시스로 바꾸어 보았다.

생성자 자체는 한 번만 호출할 수 있다는 제약이 있어 여러 번 호출 가능한 일반 메서드로 초기화 코드를 옮긴 것 뿐이다. 문법적 제약도 응용만 하면 피해갈 수 있다. 단 문법이 아무 이유없이 금지하는 것은 아니므로 가급적 문법의 범위 안에서 코드를 작성하는 것이 바람직하다. 꼭 필요하고 합당한 이유가 있을 때만 이런 기법을 사용해야 한다.