정민의 기록 블로그

다음 코드를 보자

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(10);
        list.add(20);
        list.add("30");

        Integer i = (Integer) list.get(2);
        System.out.println(list);
    }
}

• list.add("30")을 넣었을때 그리고 i 형변환을 진행했을때 컴파일에러는 나지 않는다.
• 하지만 RUN을 동작시켜보면 형변환에러 실행시 에러가 발생한다
• 이것은 만약 애플리케이션에서 발생했다면 시스템이 돌아가지 않는 현상이 발생하는 것이다.

ArrayList<Integer> list = new ArrayList();

• 그렇기 때문에 타입을 명시해주기 위해 ArrayList<Object타입>을 명시해준다.
• list.add(10)은 따라서 (Integer)10으로 형변환이 되어 들어가고
• 컴파일에러로 "30"은 list에 넣을 수 없다.
• 컴파일에러로 발견 할 수 있다.

Integer i = //(Integer)// list.get(2);

• 또한 형변환을 굳이 할 필요가 없다.
• 이미 위에서 타입을 명시하고 있기 때문이다.

콜백

콜백 메소드란 다른 함수에 인수로 전달되는 함수이며, 이벤트 후에 실행되는 것을 말한다.

어떠한 행위를 하면 자동으로 실행되는 함수를 말하는 것

public class Main {
    public static void FirstMethod(){
        System.out.println("FirstMethod 호출");
        CallbackMethod();
    }
    public static void CallbackMethod(){ //callback 함수
        System.out.println("콜백함수 호출");
    }
    public static void main(String[] args) {
        FirstMethod();
    }
}

• FirstMethod를 실행했을 때 Callback가 자동으로 실행되는 것을 볼 수 있다.
• 즉 어떠한 행위를 했을떄(FirstMethod 호출했을때) 콜백함수(CallbackMethod)가 콜이 되는 것을 살펴볼 수 있다.

예시를 들어보자

public interface Strategy {
    public abstract void runStrategy();
}

public class StrategyGun implements Strategy{
    @Override
    public void runStrategy() {
        System.out.println("탕, 타당, 타다당");
    }
}

public class Soldier {
    void runContext(Strategy strategy){
        System.out.println("전투 시작");
        strategy.runStrategy();
        System.out.println("전투 종료");
    }
}

• Soldier 클래스의 runContext에서 runStrategy를 호출하고 있다.

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Strategy strategy = null;
        Soldier rambo = new Soldier();

        strategy = new StrategyGun();
        rambo.runContext(strategy);

    }
}

• rambo.runContext을 호출 할때(어떠한 행위를 했을때) runStrategy(callback 자동으로 수행된다)도 호출이 된다.
• 결국 runStrategy는 callback 함수이다.

Client을 함수를 조금 변형시켜보자.

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Strategy strategy = null;
        Soldier rambo = new Soldier();
        Soldier rambo2 = new Soldier();

        strategy = new StrategyGun();
        rambo.runContext(new Strategy() {
            @Override
            public void runStrategy() {
                System.out.println("칼 칼칼");
            }
        });
        
        rambo2.runContext(new Strategy() {
            @Override
            public void runStrategy() {
                System.out.println("총총총");
            }
        });

    }
}

• runContext을 호출할때 익명클래스로 구현했다.
• 이 경우 중복 코드가 발생할 수 있다.
• Soldier에서 리팩토링을 해볼수도 있다.

public static void main(String[] args) {
        Strategy strategy = null;
        Soldier rambo = new Soldier();

        strategy = new StrategyGun();
        rambo.runContext("총총총");

    }
}

public class Soldier {
    void runContext(String weaponSound){
        System.out.println("전투 시작");
        executeWeapon(weaponSound).runStrategy();
        System.out.println("전투 종료");
    }

    private Strategy executeWeapon(final String weaponSound){
        return new Strategy() {
            @Override
            public void runStrategy() {
                System.out.println(weaponSound);
            }
        };
    }
}

• Strategy을 받아오는 것이 아닌 String을 받도록 한다.
• Strategy의 runStrategy메소드는 executeWeapon호출되었을때 실행된다.
• 다시 한 번 말하면 runStrategy 메소드는 callback 함수가 된다.

콜백 함수는 전략 패턴의 일종으로 개방 폐쇄 원칙(OCP)과 의존 역전 원칙(DIP)이 적용된 설계 패턴이다.

전략패턴에 궁금하다면 https://jung-mmmmin.tistory.com/58

참고바란다.

Template Method 패턴

• 상위클래스 : 템플릿에 해당하는 메소드가 정의, 정의 안에는 추상 메소드가 사용되고 있다.
  • 추상 메소드의 정의만 알 수 있다. -> 정의부/ 처리의 뼈대 결정
• 하위클래스 : 추상 메소드를 실제로 구현하는 것
  • 추상 메소드 구현으로 구체적은 처리가 결정된다. -> 구현부
• 서로 다른 하위 클래스가 서로 다른 구현을 실행하면 서로 다른 처리가 실행 가능하다.

< 상위 클래스 >

< 하위 클래스 >

• 이때, open, print, close(abstract method)로 하위클래스에서 구현을 해줄것
• display는 상위에서 구현을 함

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractDisplay d1 = new CharDisplay('H');
        AbstractDisplay d2 = new StringDisplay("Hello, world.");
        AbstractDisplay d3 = new StringDisplay("안녕하세요!");
        d1.display();
        d2.display();
        d3.display();
    }
}

• 큰 틀은 상위클래스인 AbstractDisplay 
• d1, d2는 각각 자신의 클래스에서 구현한 open, close, print 함수로 호출된다.

• runtime시 타입객체가 아닌 실제 들어있는(CharDisplay/StringDisplay) 객체 호출 -> 하위클래스는 상위클래스형이 될 수 있다.

정리

Factory Method 패턴

인스턴스를 만드는 방법은 상위 클래스에서 결정하지만 구체적인 내용은 하위 클래스 측에서 수행한다.

-> 인스턴스 생성을 위한 골격과 실제의 인스턴스 생성의 클래스를 분리해서 생각할 수 있다.

• Factory 클래스에서 Product 객체를 생성해주고 있다.

• IDCardFactory 클래스에서 IDCard 객체 생성하고 있다.

• Factory create 실행
          Product p = createProduct(owner);
          registerProduct(p);
          return p;
• createProduct 하위클래스에서 구현되어있으므로 IDCardFactory createProduct/registerProduct 실행.
•      protected Product createProduct(String owner) {
          return new IDCard(owner);
      }
• protected void registerProduct(Product product) {
          owners.add(((IDCard)product).getOwner());
      }
• IDCard 객체 생성 -> 생성자 호출
  • IDCard(String owner){
            System.out.println(owner + "의 카드를 만듭니다.");
            this.owner = owner;
        }
        

각 클래스의 역할

정리

Strategy Pattern 패턴

• 알고리즘을 구현한 부분을 모두 교환할 수 있다.
  • 전략 메소드를 가진 전략 객체
  • 전략 객체를 사용하는 컨텍스트(전략 객체의 사용자/소비자)
  • 전략 객체를 생성해 컨텍스트에 주입하는 클라이언트(제3자, 전략 객체의 공급자)

예시) 보급장교가 군인에게 무기를 보급, 군인은 무기 사용

• 전략 객체 : 무기
• 컨텍스트 : 군인
• 클라이언트 : 보급장교

public static void main(String[] args) {
        Strategy strategy = null;
        Soldier rambo = new Soldier();

        strategy = new StrategyGun();
        rambo.runContext(strategy);

        System.out.println();

        strategy = new StrategySword();
        rambo.runContext(strategy);

        System.out.println();

        strategy = new StrategyBow();
        rambo.runContext(strategy);
    }

전투 시작
탕, 타당, 타다당
전투 종료

전투 시작
챙.. 채쟁챙 챙챙
전투 종료

전투 시작
슝.. 쐐액.. 쉑, 최종병기

일부러 Strategy 역할을 만들 필요가 있을까?

• 템플릿 메서드와 차이
  • 같은 문제의 해결책으로 상속을 사용하는 템플릿 메서드
  • 객체 주입을 통한 전략 패턴 중에서 선택/적용 가능
    
    • 단일 상속만 가능한 자바에서 상속이라는 제한이 있는 템플릿 메서드 패턴보다 전략 패턴을 더 많이 쓴다.
• 수정과 교체가 용이하다.
  • 상위는 수정없이 하위만 수정을 하면 된다. 위임이라는 느슨한 연결을 사용하고 있어 알고리즘을 용이하게 바꿀 수 있다.
• 실행 중 전략패턴의 하위 클래스를 바꿀 수 있다.
  • 메모리가 적은 환경에서는 SlowbutLessMemoryStrategy(속도는 느리지만 메모리를 절약하는 전략) 을 사용하고
  • 메모리가 많은 환경에서는 FastButMoreMemoryStrategy(속도는 빠르지만 메모리를 많이 사용하는 전략)
• 검산에 사용 할 수 있다.
  • 한쪽의 알고리즘을 다른 쪽 알고리즘의 검산에 이용할 수 있다.
    • 표 계산 소프트웨어의 디버그 판에서 복잡한 계산을 실행할 때
      • 버그가 있을지도 모르는 고속의 알고리즘과 / 저속이지만 확실한 계산을 실행하는 알고리즘을 준비해 검산

Template Callback Pattern

• DI에서 사용하는 특별한 형태의 전략 패턴의 변형
• 전략 패턴과 모두 동일하지만 전략을 익명 내부 클래스로 정의해서 사용

rambo.runContext(strategy); 

rambo.runContext(new Strategy(){

     @Override

      public void runStrategy(){

              System.out.printlnl("총! 총총총총!");

      }

});

리팩터링된 코드

public class Soldier {
    void runContext(Strategy weaponSound){
        System.out.println("전투 시작");
        executeWeapon(weaponSound).runStrategy();
        System.out.println("전투 종료");
    }
    
    private Strategy executeWeapon(final String weaponSound){
        return new Strategy(){
            @Override
            public void runStrategy(){
                System.out.println(weaponSound);
            }
        };
    }
}

추상화 : 구체적인 것을 분해해서 관찰자가 관심 있는 특성만 가지고 재조합하는 것

클래스(class) : 같은 특성을 지닌 여러 객체를 총칭하는 집합의 개념

객체(instance) : 유일무이(unique)한 사물, 클래스의 인스턴스

클래스:객체 = 사람:김연아 = 사람:홍길동

ex) 사람 클래스를 만들기 위해 주변에 보이는 공통적인 특성

 시력, 몸무게, 혈액형, 키, 나이 등 명사로 표현되는 것 -> 속성(값)

 먹다, 자다, 일하다 , 침 뱉다. -> 기능 행위(함수)

만약 애플리케이션을 만들었는데 사람에 대한 클래스를 이용해 객체를 만들때 필요없는 속성과 기능들이 있을 것이다.

병원 애플리케이션과 은행 애플리케이션으로 예시를 들어보면

추상화는 모델링이다. 라고 하는데 모델은 추상화를 통해 실제 사물을 단순하게 묘사하는 것

추상화의 개념을 넓게 보자면

• 상속을 통한 추상화, 구체화
• 인터페이스를 통한 추상화
• 다형성을 통한 추상화

클래스 객체_참조_변수 =  new 클래스();

Person 학생 = new Person();

추상화

public class Mouse{
	public String name;
    public int age;
    
    public void sing(){
    	System.out.println(name + "찍찍"!!");
    }​

public class MouseDriver{
	public static void main(String[] args){
    	Mouse mickey = new Mouse();
        mickey.name = "미키";
        mickey.age = 85;
        mickey.countOfTail = 1;
        
        mickey.sing();
        
        Mouse jerry = new Mouse();
        
        jerry.name = "제리";
        jerry.age = 73;
        jerry.countOfTail = 1;
        
        jerry.sing()
   }
}

main 메서드 실행되기 직전에 메모리

이 때 name, age 속성은 Mouse 클래스에 속한 속성이 아닌 Mouse 객체에 속한 속성이기 때문에 객체가 생성되야만 값을 저장하기 위해 스태틱 영역이 아닌 힙 영역에 할당된다.

Static 

• 스태틱 영역에 올라간 정보는 main() 메서드가 시작되기 전에 올라가서 main() 메서드가 종료된 후에 내려올 정도로 스태틱 영역에 고정되어 있다.
• 다음과 같은 질문을 던져본다.
  • 미키마우스의 꼬리는 몇개인가?
  • 제리의 꼬리는 몇개인가?
  • 쥐의 꼬리는 몇개인가?

-> 답은 1개이다.

만약 이것을 static 이 아닌 객체의 속성으로 구현하게 된다면 각각 메모리에 하나씩 잡히게 된다.

스태틱을 구현하게 된다면 스태틱 영역에 단 하나의 저장 공간을 갖게 되는 것이다.

public class Mouse {
	public String name;
    public int age;
    public static int countOfTail = 1;
    
    public void sing(){ 
    	System.out.println(name + "찍찍"
    }
}

클래스로 선언된 속성은 객체.속성이 아닌 Mouse.countOfTail 로 접근이 가능하다

클래스 멤버 = static 멤버 = 정적 멤버

객체 멤버 = 인스턴스 멤버

정적 멤버 속성은 클래스의 모든 객체들이 같은 값을 가질 때 사용하는 것이 정석.

또한 정적 멤버/메소드는 객체가 아닌 클래스에 속해 있으며, 클래스는 JVM 구동 시 메모리의 스태틱 영역에 바로 배치되기 때문에 객체의 존재 여부와 상관없이 쓸 수 있다.

정적 변수에 대한 접근 지정자 접근 메소드(getter)와 설정 메서드(setter)로 사용되어진다.

정적 속성은 스태틱 영역에 클래스가 배치될 때 클래스 내부에 메모리 공간을 확보하고 있지만

객체 속성(이름, 나이)는 속성명만 있고 실제 메모리 공간은 확보해 놓지 않는다. 힙 영역에 객체가 생성되면 그때 각 객체안에 멤버 속성을 위한 메모리 공간이 할당된다.

class StaticSample{
	int n;
    void g() {...}
    static int m;
    static void f() {...}

• 함수 g()는 non-static이기 때문에 어떤 객체가 호출했는지 암 -> this 사용가능
• 속성 m과 함수 f()는 static 이기 때문에 누가 호출했는지 모름 -> this 사용 불가 / 클래스이름.m 으로 호출 해야함

static 메소드의 제약조건

• static 메소드는 non-static 멤버(일반 객체 맴버)에 접근할 수 없음
  • 객체가 생성되지 않는 상황에서 해당 메소드는 실행 될 수 없기 때문
• non-static 메소드는 static 멤버 사용 가능
  • 모든 객체가 공유하기 때문
• this 사용 불가
  • 어떤 객체가 가르키는 지 this 래퍼런스를 사용 할 수 없음.

지역 변수 vs 멤버 변수

지역 변수 : 스택 영역에 저장 / 한 지역에서만 쓰는 변수로 초기화가 반드시 필요하다. 초기화가 없으면 쓰레기 값을 가짐 / 한 지역에서 사용되고 소멸되기 때문에 초기화 하는 것이 논리적으로 맞다.

멤버 변수 : 객체 메서드가 공유하는 변수 / 초기화 없이 자동으로 초기화가 된다.