Java(45) - 내부 클래스

6 분 소요

1. 내부 클래스

내부 클래스란,

클래스 내부에 구현한 클래스 (중첩된 클래스)
(해당 클래스를 감싸고 있는 외부 클래스와 밀접한 연관이 있는 경우가 많음)
클래스 내부에서 사용하기 위해 선언하고 구현하는 클래스
(주로 어떤 클래스의 내용이 외부에서 쓸 일이 별로 없고 어떤 클래스 내부에서만 쓸 경우)
주로 외부 클래스 생성자에서 내부 클래스를 생성

종류로는,

인스턴스 내부 클래스
정적(static) 내부 클래스
지역(local) 내부 클래스
익명(anonymous) 내부 클래스

가 있습니다.

2. 내부 클래스의 유형

보통 내부 클래스는 변수와 동일하게 생각하면 됩니다.

인스턴스 내부 클래스 (멤버 변수)

인스턴스 내부 클래스는 내부적으로 사용할 클래스입니다.(private 권장)
외부 클래스가 생성된 후 생성되며, private가 아닌 내부 클래스는 다른 외부 클래스에서
생성이 가능합니다.

ex) OutClass outClass = new OutClass();
OutClass.InClass inClass = outClass.new InClass();
- 구현 위치: 외부 클래스
- 사용할 수 있는 외부 클래스 변수
  외부 인스턴스 변수, 외부 전역 변수
- 생성 방법
  외부 클래스를 먼저 만든 후 내부 클래스 생성
정적(static) 내부 클래스 (static 변수)

정적 내부 클래스는 외부 클래스 생성과 무관하게 사용이 가능합니다.
정적 변수와 정적 메서드를 사용합니다.
- 구현 위치: 외부 클래스 멤버 변수와 동일
- 사용할 수 있는 외부 클래스 변수
  외부 전역 변수
- 생성 방법
  외부 클래스와 무관하게 생성
지역(local) 내부 클래스 (메서드 안 변수)

지역 내부 클래스는 지역 변수와 같이 메서드 내부에서 정의하여 사용하는 클래스입니다.
메서드의 호출이 끝나면, 메서드에 사용된 지역변수의 유효성은 사라집니다.

메서드 호출 이후에도 사용해야 하는 경우가 있을 수 있으므로, 지역 내부 클래스에서
사용하는 메서드의 지역변수나 매개변수는 final로 선언됩니다.
- 구현 위치: 메서드 내부에 구현
- 사용할 수 있는 외부 클래스 변수
  외부 인스턴스 변수, 외부 전역 변수
- 생성 방법
  메서드를 호출할 때 생성
익명 내부 클래스 (변수 중에는 없음)

익명 내부 클래스는 내부 클래스 중 가장 많이 사용하는 내부 클래스입니다.

이름이 없는 클래스를 의미하며, 클래스의 이름을 생략하고 주로 하나의 인터페이스나,
하나의 추상 클래스를 구현하여 반환합니다.

인터페이스나 추상 클래스 자료형 변수에 직접 대입하여 클래스를 생성하거나
지역 내부 클래스의 메서드 내부에서 생성하여 반환할 수 있습니다.
- 구현 위치: 메서드 내부에 구현, 변수에 대입하여 직접 구현
- 사용할 수 있는 외부 클래스 변수
  외부 인스턴스 변수, 외부 전역 변수
- 생성 방법
  메서드를 호출할 때 생성되거나,
  인터페이스 타입 변수에 대입할 때 new 예약어를 사용하여 생성

3. 인스턴스 내부 클래스 예시

class OutClass{
	private int num = 10;
	private static int sNum = 20;
	private InClass inClass;

	public OutClass(){
		inClass = new InClass();
	}

	class InClass{ //인스턴스 내부 클래스
		int iNum = 100;
//		static int sInNum = 200;
		void inTest() {
			System.out.println("OutClass num = " + num + "(외부 클래스의 인스턴스 변수)");
			System.out.println("OutClass sNum = " + sNum + "(외부 클래스의 스태틱 변수)");
			System.out.println("InClass inNum = " + iNum + "(내부 클래스의 인스턴스 변수)");
		}
	}

	public void usingInner() {
		inClass.inTest();
	}
}

public class InnerTest {

	public static void main(String[] args) {

		OutClass outClass = new OutClass();

		outClass.usingInner();

		OutClass.InClass myInClass = outClass.new InClass();
		myInClass.inTest();
	}
}

내부 클래스는 컴파일이 되면 OutClass$InClass.class 이런식으로 생성이됩니다.

주로 OutClass(외부 클래스) 내부 생성자에서 InClass(내부 클래스)를 생성합니다.
ex) private InClass inClass;
public OutClass(){
inClass = new InClass();
}

내부 클래스가 static 클래스가 아닐 경우 static 변수를 내부 클래스에서 선언하면 error가 발생합니다.
(내부 클래스는 생성 이후에 사용이 가능하기 때문 => 내부 클래스는 외부 클래스가 생성된 후 생성됩니다)

내부 클래스(private)의 메서드를 사용하기 위해서는 OutClass에 사용 메서드가 따로 필요합니다.
(usingInner())

외부에서도 내부 클래스의 생성이 가능합니다.
ex) OutClass.InClass myInClass = outClass.new InClass();

외부에서 생성할 때 중요한 점은 OutClass가 생성되어 있어야 하고,
OutClass.InClass처럼 직접 접속해서 생성합니다.
그리고 생성되어져 있는 OutClass의 참조변수에 new 해서 사용합니다.
Inner클래스가 private인 경우 생성이 불가능합니다.
(이렇게 많이 사용하지는 않음, 내부 클래스는 외부 클래스안에서만 사용하기 위해 보통 만들기 때문)

위 코드는 단순히 사용방법을 보기 위한 인스턴스 내부 클래스 예시입니다.

4. static 내부 클래스 예시

class OutClass{

    private static int sNum = 20;

	static class InStaticClass{
		int inNum = 100;
		static int sInNum = 200;

		void inTest() {
			System.out.println(inNum);
			System.out.println(sInNum);
			System.out.println(sNum);
		}

		static void sTest() {
			System.out.println(sInNum);
			System.out.println(sNum);
		}
	}
}

public class InnerTest {

	public static void main(String[] args) {

		OutClass outClass = new OutClass();

        //위의 외부 클래스 생성과는 상관 없음
		OutClass.InStaticClass sInClass = new OutClass.InStaticClass();
		OutClass.InStaticClass.sTest();
		sInClass.inTest();

	}
}

정적 내부 클래스의 특징은 OutClass 내부에 만들긴 하지만,
OutClass가 생성되고 쓰는게 아닙니다. (생성 여부와 관계없이 사용 가능)

정적 내부 클래스 내부에는 staitc 변수, static 메서드 선언이 가능합니다.
그러나 정적 내부 클래스 내부에 선언된 인스턴스 변수는
정적 내부 클래스 내부에 선언된 static 메서드 내부에서는 사용이 불가능합니다.
(static 메서드는 생성과 관계가 없기 때문)

생성 방법은
ex) OutClass.InStaticClass sInClass = new OutClass.InStaticClass();
이렇게 외부 클래스의 생성과 관계없이 바로 생성이 가능합니다.

정적 내부 클래스 내부의 static 메서드 사용방법은
ex) OutClass.InStaticClass.sTest();
외부 클래스를 생성하지 않고 바로 사용이 가능합니다.

정적 내부 클래스 내부의 일반 메서드 사용방법은
정적 내부 클래스를 생성하고 참조해서 사용합니다.
ex)sInClass.inTest();

5. 지역 내부 클래스 예시

class Outer{

	int outNum = 100;
	static int sNum = 200;

	Runnable getRunnable(int i) {

		int num = 100;

		class MyRunnable implements Runnable{

			@Override
			public void run() {
//				num += 10;
//				i = 200;
				System.out.println(num);
				System.out.println(i);
				System.out.println(outNum);
				System.out.println(Outer.sNum);
			}
		}
		return new MyRunnable();
	}
}

public class LocalInnerClassTest {

	public static void main(String[] args) {

		Outer outer = new Outer();
		Runnable runnable = outer.getRunnable(50);

		runnable.run();
	}
}

위 코드에서 Runnable getRunnable(int i){} 메서드는 Runnable한 객체를 반환하는 메서드입니다.

해당 메서드 내부에 Runnable한 객체를 클래스로 선언합니다.
(Runnable한 객체는 쓰레드를 공부할 때 다루겠습니다.)

그리고 해당 메서드에서 객체를 반환합니다.

여기서 MyRunnable 클래스는 메서드 내부에 있기 때문에 지역 내부 클래스가 됩니다.
해당 클래스 내부의 메서드에서는 외부 클래스의 멤버변수, static 변수의 사용이 가능합니다.

그러나 지역 내부 클래스 내부에서 지역 내부 클래스를 감싸고 있는 메서드의 변수들은 사용이 불가능합니다.
이유는 메서드 내부의 지역변수들은 해당 메서드가 호출되고 반환될 때까지만 유효하기 때문이고,
지역 내부 클래스가 반환된 후에 지역 내부 클래스 내부의 메서드는 언제든지 불릴 수 있기 때문에
유효성의 주기 차이로 변수들이 유효하지 않게 됩니다.

추가적으로, 지역 내부 클래스가 쓰이는 메서드에서 지역 변수들은 자동으로 상수가 됩니다.(final)
즉 참조는 가능하지만 변경은 불가능합니다.
(직접 명시는 안해줘도됨(final))

마지막으로 정리하자면,

위 코드에서 i, num 변수는 getRunnable의 지역변수이고, stack 메모리에 생성이됩니다.
그러나 지역 내부 클래스 내부에서 변경시 오류가 나는데, 메서드가 호출되는 시점과
class의 생성 주기가 다르기 때문입니다.

메서드는 호출후 반환을 하게되면 사라지지만, 클래스 내부의 run()메서드의 경우는 다시 호출될 여지가
있는데, 메서드의 지역변수들은 없을 수 있습니다.

즉 i,num은 stack에 잡히면 안되고 final로 선언됩니다.

지역 내부 클래스 사용부분을 보면

public class LocalInnerClassTest {

	public static void main(String[] args) {

		Outer outer = new Outer();
		Runnable runnable = outer.getRunnable(50);

		runnable.run();
	}
}

getRunnable(50)에 해당하는 메서드는 호출되고 사라집니다.
그러나 아래의 run()메서드는 언제든지 호출될 수 있기 때문에
메서드 내부의 지역 변수는 변경이 불가능한 final로 선언이 되는 것입니다.

해당 코드에서 MyRunnable 이라는 클래스의 이름은 getRunnable메서드 안에서만 사용되고
다른 곳에서는 사용하지 않습니다.

그래서 우리는 익명 내부 클래스라는 이름이 없는 클래스를 사용합니다.

6. 익명 내부 클래스

우선 예시를 보겠습니다.

class Outer2{

	int outNum = 100;
	static int sNum = 200;

	Runnable getRunnable(int i) {
		int num = 100;
		//1
		return new Runnable(){
			@Override
			public void run() {
				System.out.println(num);
				System.out.println(i);
				System.out.println(outNum);
				System.out.println(Outer.sNum);
			}
		};
	}
	//2
	Runnable runner = new Runnable() {
		@Override
		public void run() {
			System.out.println("test");
		}
	};
}

public class AnonymousInnerClassTest {

	public static void main(String[] args) {
		Outer2 outer = new Outer2();
		outer.runner.run();
		Runnable runnable = outer.getRunnable(50);

		runnable.run();
	}
}

지역 내부 클래스 예시에서 봤듯이, MyRunnable이라는 클래스의 이름은 해당 클래스를 감싸는
메서드 내부에서만 사용이되기 떄문에, 해당 클래스를 없애고 바로 반환과 구현을 해줍니다.

return new Runnable(){
	@Override
	public void run() {
		System.out.println(num);
		System.out.println(i);
		System.out.println(outNum);
		System.out.println(Outer.sNum);
	}
};

Runnable() 인터페이스를 바로 구현해서, run() 메서드를 구현하고 반환합니다.
즉 class 이름이 사라지지만 실행결과는 동일합니다.
(;를 마지막에 써주는 이유는 구현의 끝을 알리기 위해)

2 주석 밑에 또 다른 구현 방법이 있습니다.

Runnable runner = new Runnable() {
		@Override
		public void run() {
			System.out.println("test");
		}
	};

익명 내부 클래스는 인터페이스나 추상 클래스에 대한 생성을 바로 할 수 있습니다.

원래 인터페이스나 추상 클래스를 생성하려면 상속받은 클래스를 만들고 생성해서 사용해야 하는데,
단 한개의 인터페이스나 추상 클래스는 익명 내부 클래스로 생성해서 주로 사용합니다.

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Min Hyung

Java(45) - 내부 클래스

1. 내부 클래스

2. 내부 클래스의 유형

3. 인스턴스 내부 클래스 예시

4. static 내부 클래스 예시

5. 지역 내부 클래스 예시

6. 익명 내부 클래스

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참고

Android(12) - 다이얼로그

Android(11) - API 레벨 & 퍼미션 설정

Android(10) - 리소스(1)

Android(9) - 이벤트 처리(1)