Java 자바 중첩 클래스(Nested Class)란?

중첩클래스란?

자바에서 중첩 클래스(Nested Class)는 자바 프로그래밍의 중요한 개념 중 하나로, 클래스 안에 다른 클래스를 정의하는 방식입니다. 이러한 클래스들은 캡슐화를 강화하고, 외부 클래스와 긴밀하게 연결된 동작을 수행할 수 있도록 설계됩니다. 중첩 클래스는 여러 종류가 있으며, 각 클래스는 서로 다른 사용 목적과 특징을 가집니다.

중첩 클래스(Nested Class)란?

중첩 클래스는 클래스 내부에 정의된 클래스를 의미합니다. 클래스 내부에서 또 다른 클래스를 정의함으로써 두 클래스 간의 관계를 명확히 할 수 있습니다. 중첩 클래스는 일반적으로 외부 클래스의 논리적 일부로 간주되며, 그 외부 클래스에서만 사용되는 특정 동작을 캡슐화할 수 있습니다.

중첩 클래스는 크게 두 가지로 분류됩니다.

• 정적 중첩 클래스(Static Nested Class)
• 내부 클래스(Inner Class)

1. 정적 중첩 클래스(Static Nested Class)

정적 중첩 클래스는 외부 클래스의 멤버로 선언되지만, 정적인(static) 특성을 갖기 때문에 외부 클래스의 인스턴스와 독립적으로 동작할 수 있습니다. 정적 중첩 클래스는 외부 클래스의 정적 멤버 변수나 메서드에만 접근할 수 있으며, 외부 클래스의 인스턴스 변수나 인스턴스 메서드에는 접근할 수 없습니다.

public class OuterClass {
    // 외부 클래스의 정적 변수
    private static int outerStaticVar = 10;
    
    // 정적 중첩 클래스
    public static class StaticNestedClass {
        public void display() {
            System.out.println("외부 클래스의 정적 변수: " + outerStaticVar);
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 정적 중첩 클래스의 인스턴스 생성
        OuterClass.StaticNestedClass nestedObject = new OuterClass.StaticNestedClass();
        nestedObject.display();
    }
}

출력 결과

외부 클래스의 정적 변수: 10

정적 중첩 클래스는 일반 클래스와 유사하게 동작하지만, 외부 클래스의 인스턴스 없이도 사용할 수 있다는 점에서 차이가 있습니다. 주로 외부 클래스와 관련된 정적인 맥락에서 사용됩니다.

2. 내부 클래스(Inner Class)

내부 클래스는 외부 클래스의 인스턴스에 속한 클래스입니다. 외부 클래스의 멤버에 자유롭게 접근할 수 있으며, 외부 클래스와 강하게 연결된 동작을 수행할 수 있습니다. 내부 클래스는 다시 세 가지 종류로 분류됩니다.

1. 인스턴스 내부 클래스(Instance Inner Class)
2. 지역 내부 클래스(Local Inner Class)
3. 익명 내부 클래스(Anonymous Inner Class)

1. 인스턴스 내부 클래스(Instance Inner Class)

인스턴스 내부 클래스는 외부 클래스의 인스턴스에 속하는 클래스입니다. 외부 클래스의 인스턴스 변수와 메서드에 접근할 수 있으며, 외부 클래스의 인스턴스가 있어야만 생성할 수 있습니다.

public class OuterClass {
    private int outerVar = 10;
    
    // 인스턴스 내부 클래스
    public class InnerClass {
        public void display() {
            System.out.println("외부 클래스의 인스턴스 변수: " + outerVar);
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 외부 클래스의 인스턴스를 먼저 생성해야 내부 클래스 사용 가능
        OuterClass outerObject = new OuterClass();
        OuterClass.InnerClass innerObject = outerObject.new InnerClass();
        innerObject.display();
    }
}

출력 결과

외부 클래스의 인스턴스 변수: 10

인스턴스 내부 클래스의 특징

• 외부 클래스의 인스턴스 멤버에 접근할 수 있습니다.
• 외부 클래스의 인스턴스가 먼저 생성되어야만 내부 클래스의 인스턴스를 생성할 수 있습니다.

2. 지역 내부 클래스(Local Inner Class)

지역 내부 클래스는 메서드 내부에서 정의되는 클래스입니다. 주로 특정 메서드 내에서만 사용되며, 메서드의 로컬 변수처럼 동작합니다. 지역 내부 클래스는 메서드가 호출될 때마다 새로 정의되고, 메서드가 종료되면 더 이상 접근할 수 없습니다.

public class OuterClass {
    public void methodWithInnerClass() {
        // 메서드 내에서 지역 내부 클래스 정의
        class LocalInnerClass {
            public void display() {
                System.out.println("메서드 내에서 정의된 지역 내부 클래스");
            }
        }
        
        // 지역 내부 클래스의 인스턴스 생성 및 메서드 호출
        LocalInnerClass localInnerObject = new LocalInnerClass();
        localInnerObject.display();
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        OuterClass outerObject = new OuterClass();
        outerObject.methodWithInnerClass();
    }
}

출력 결과

메서드 내에서 정의된 지역 내부 클래스

지역 내부 클래스의 특징

• 메서드 내에서 정의되고 해당 메서드 내에서만 사용됩니다.
• 메서드가 종료되면 해당 클래스의 인스턴스도 더 이상 유효하지 않습니다.
• 외부 메서드의 로컬 변수에 접근하려면 해당 변수는 final 혹은 effectively final이어야 합니다.

3. 익명 내부 클래스(Anonymous Inner Class)

익명 내부 클래스는 이름이 없는 클래스입니다. 자주 사용되지 않는 클래스이거나 일회성 클래스의 정의가 필요할 때 사용됩니다. 주로 인터페이스나 추상 클래스를 구현할 때 많이 사용되며, 즉석에서 클래스의 인스턴스를 생성하는 데 유용합니다.

public class OuterClass {
    public void methodWithAnonymousClass() {
        // 익명 내부 클래스를 통해 인터페이스 구현
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("익명 내부 클래스의 메서드 실행");
            }
        };
        runnable.run();
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        OuterClass outerObject = new OuterClass();
        outerObject.methodWithAnonymousClass();
    }
}

출력 결과

익명 내부 클래스의 메서드 실행

익명 내부 클래스의 특징

• 이름이 없고, 한 번에 한 곳에서만 사용됩니다.
• 코드가 간결해지지만, 지나치게 남용할 경우 가독성이 떨어질 수 있습니다.
• 일반적으로 인터페이스나 추상 클래스를 구현할 때 많이 사용됩니다.

중첩 클래스와 내부 클래스의 장단점

장점

• 캡슐화 강화: 내부 클래스를 사용하면 외부 클래스와 관련된 논리적 그룹의 코드를 깔끔하게 묶을 수 있습니다. 외부 클래스 외부에서는 해당 클래스에 접근할 수 없으므로 캡슐화가 강화됩니다.
• 외부 클래스와 밀접한 관계: 내부 클래스는 외부 클래스의 멤버에 자유롭게 접근할 수 있으므로, 외부 클래스와 밀접한 관계를 유지하면서 특정 동작을 수행할 수 있습니다.
• 코드의 가독성 증가: 특정 클래스가 외부 클래스에서만 사용된다면, 별도의 파일로 분리하는 것보다 내부 클래스로 선언함으로써 관련성을 명확히 할 수 있습니다.

단점

• 코드 복잡도 증가: 중첩 클래스와 내부 클래스를 지나치게 많이 사용하면 코드가 복잡해지고 유지보수성이 떨어질 수 있습니다.
• 외부 클래스와의 강한 결합: 내부 클래스는 외부 클래스에 대한 강한 결합을 가질 수 있습니다. 이로 인해 외부 클래스가 변경되면 내부 클래스도 함께 수정해야 할 가능성이 높아집니다.

결론

자바의 중첩 클래스와 내부 클래스는 프로그래밍에서 강력한 도구가 될 수 있습니다. 외부 클래스와 밀접한 관련이 있는 기능을 논리적으로 묶고, 코드의 구조를 더 명확하게 할 수 있습니다. 그러나 남용하거나 불필요하게 사용할 경우 코드가 복잡해질 수 있으므로, 적절한 상황에서만 사용하는 것이 좋습니다.

중첩 클래스와 내부 클래스는 자바의 객체 지향적인 특성과 맞물려 코드의 재사용성, 가독성, 캡슐화를 높이는 데 기여합니다. 다양한 상황에서 이러한 클래스를 효과적으로 활용하여 더 나은 자바 프로그램을 작성할 수 있도록 노력해야 합니다.