Item24 : NONSTATIC 보다 STATIC 멤버 클래스를 선호하라.

Nested class(이하 중첩 클래스)는 오직 Enclosing class(이하 동봉 클래스)를 돕기 위해서만 사용되어야 한다. 만약 그렇지 않으면 top level 클래스로 정의해야 한다.

4가지 종류의 중첩 클래스가 존재한다.

1. static member class
2. nonstatic member class
3. anonymous class
4. local class

여기서 2,3,4 번을 inner 클래스라고도 부른다.

 

1. Static member class

가장 흔한 사용은 오직 동봉 클래스와 연계해서 사용되는 public helper class이다.

public class Calculator {

    // ...

    public static enum Operation {
        PLUS,MINUS;
    }
}

private static member class의 흔한 사용은 동봉 클래스에 의해서 사용되는 객체의 컴포넌트를 나타낼 때이다. 예를 들어, Map 인스턴스는 key-value pair에 대해서 Entry 객체를 가지고 있는데, 각각의 Entry에서 Map 에 접근할 필요는 없다. 물론 static을 생략해도 동작은 하겠지만, 메모리 공간과 시간이 낭비된다.

public class ExportedAPIClass {

    public class PublicNestedClass {
    }

    protected class ProtectedNestedClass {
    }
}

만약 위처럼 외부로 노출된 API 클래스에 중첩 클래스를 정의했다면, static으로 선언하느냐 non static으로 선언하느냐는 더욱 중요해진다. 왜냐하면 한번 선언한 후 변경하게 되면, 클라이언트 코드가 더 이상 지원하지 않을 수 있기 때문이다.

2. Non Static Member class

동봉 클래스의 함수와 동봉 객체에 대한 레퍼런스를 얻을 수 있다. 오직 동봉 클래스가 객체화 되어야, 객체화될 수 있다.

public class EnclosingClass {

    private int member1;
    public NestedClass enclosingFunc() {
        return new NestedClass();
    }
    class NestedClass {

        public void nestedFunc() {
            enclosingFunc();
            int a = member1; // 동봉객체의 변수 접근 가능
        }
    }

    static class StaticNestedClass {

        public void funcA() {
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        EnclosingClass ec = new EnclosingClass();
        NestedClass nc = ec.new NestedClass();
        //NestedClass nc2 = new NestedClass(); -> fail!
    }
}

만약 동봉 클래스의 인스턴스와 독립적으로 존재할수 있다면, static member class로 정의해야 한다.

다음은 전형적인 non static member class의 예시이다.

public class MySet<E> extends AbstractSet<E> {

    // ...

    @Override 
      public Iterator<E> iterator() {
        return new MyIterator();
    }

    private class MyIterator implements Iterator<E> {
            // ...
    }
}

만약 멤버 클래스가 동봉 인스턴스에게 접근할 필요가 없다면, 선언에 static modifier를 추가해야 한다.

만약 그렇게 하지 않으면, 동봉 인스턴스에 대한 레퍼런스를 가지게 되고, 이 레퍼런스를 저장하는 데는 시간과 메모리 공간이 소모된다. 그리고 동봉 인스턴스가 GC가 되지 않게 된다. 이런 경우, 메모리 릭이 발생할 수 있고 디버깅하기가 매우 까다롭다.

3. Anonymous class

익명 클래스는 다음의 특징이 있다.

• 선언과 동시에 객체를 생성해야 한다.
• instanceof 테스트를 할 수 없고, 클래스 이름이 필요한 작업은 수행할 수 없다.
• 여러 인터페이스를 구현할 수 없고, 인터페이스와 추상 클래스를 동시에 상속할 수 없다.
• 익명 클래스의 클라이언트는 익명 클래스가 상속한 상위 클래스의 멤버들에만 호출할 수 있다.
• 10 줄 미만으로 작성해야 하며, 그렇지 않을 경우 가독성이 매우 안 좋아진다.

public class AnonymousClassExample {
    private double x;
    private double y;

    public AnonymousClassExample(double x, double y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public double operate() {
        Operator operator = new Operator() {
            @Override
            public double plus() {
                return x+y;
            }

            @Override
            public double minus() {
                return x-y;
            }
        };
        return operator.plus();
    }

    public static void main(String[] args) {
        AnonymousClassExample anonymousClassExample = new AnonymousClassExample(1.0,2.0);
        System.out.println(anonymousClassExample.operate()); // 3.0
    }
}

interface Operator {
    double plus();
    double minus();
}

4. Local class

다음과 같이 함수 내부에서 클래스를 정의할 수 있는 형태를 말한다. 함수 내에서만 클래스에 접근할 수 있다.

public class LocalClassExample {

    private int number;

    public LocalClassExample(int number) {
        this.number = number;
    }

    public void foo() {
        class LocalClass {
            private String name;

            public LocalClass(String name) {
                this.name = name;
            }

            public void print() {
                System.out.println(number + name);
            }
        }
        LocalClass localClass = new LocalClass("local");
          LocalClass other = new LocalCalss("other");
        localClass.print();
    }

    public static void main(String[] args) {
        new LocalClassExample(10).foo(); // local10
    }
}

정리

중첩 클래스에는 4가지 타입이 있으며, 각자 사용되는 상황이 다르다. 만약 클래스가 단일 메서드 밖에서 접근 가능해야 하거나, 단일 메서드에서 정의하기에 코드가 너무 긴 경우, 멤버 클래스를 사용해야 한다. 만약 동봉 인스턴스에 대해서 접근가능해야 한다면 non static으로 정의해야 한다. 그렇지 않으면 static으로 정의하라. 만약 클래스가 메소드에 속하면서 오직 한 장소에서만 객체를 생성해야 하며, 클래스의 특징에 맞는 타입이 존재한다면 익명 클래스로 정의하라. 그렇지 않으면 로컬 클래스를 사용하라.