[Java] 변수

1. 변수의 초기화

 

변수를 선언하고 처음으로 값을 저장하는 것을 '변수의 초기화'라고 한다.

 

변수의 초기화는 경우에 따라서 필수적이기도 하고 선택적이기도 하지만, 가능하면 선언과 동시에 적절한 값으로 초기화 하는 것이 바람직하다.

 

멤버변수는 초기화를 하지 않아도 자동적으로 변수의 자료형에 맞는 기본값으로 초기화가 이루어지므로 초기화하지 않고 사용해도 되지만, 지역변수는 사용하기 전에 반드시 초기화해야 한다.

 

(1) 예문 - 지역변수의 초기화가 필요한 이유

 

class InitTest
{
    int x;        // 인스턴스 변수
    int y = x;        // 인스턴스 변수
 
    void method1()
    {
        int i;    // 지역변수
        int j = i;    // 지역변수인 i가 초기화 되지 않았기 때문에 에러발생
    }
}

 

 

2. 멤버변수

 

멤버변수(클래스 변수와 인스턴스 변수)와 배열의 초기화는 선택적이지만 지역변수의 초기화는 필수적이다.

 

[각 타입의 기본값]

- boolean / false

- char / '\u0000'

- byte, short, int / 0

- long / 0L

- float / 0.0f

- double / 0.0d 또는 0.0

- 참조형 변수 / null

 

 

3. 멤버변수의 초기화 방법

 

(1) 명시적 초기화 (explicit initialization)

- 변수를 선언과 동시에 초기화하는 것을 명시적 초기화라고 한다.

 

(2) 생성자 (construct)

 

(3) 초기화 블럭 (initialization block)

- 인스턴스 초기화 블럭 : 인스턴스 변수를 초기화 하는데 사용

- 클래스 초기화 블럭 : 클래스 변수를 초기화 하는데 사용

 

class Car
{
    int door = 4;
    Engine e = new Engine();
 
    // ...
}

 
class InitBlock
{
    static { /* 클래스 초기화블럭 입니다. */ }
    { /*인스턴스 초기화블럭 입니다.*/}
    // ...
}

Car()
{
    count++;
    serialNo = count;
    color = "White";
    gearType = "Auto";
}
Car(String color, String gearType)
{
    count++;
    serialNo = count;
    this.color = color;
    this.gearType = gearType;
}

{
    count++;
    serialNo = count;
}
Car()
{
    color = "White";
    gearType = "Auto";}
Car(String color, String gearType)
{
    this.color = color;
    this.gearType = gearType;
}

class BlockTest
{
    static
    {
        System.out.println("static { }"); //클래스 초기화 블럭
    }
    {
        System.out.println("{ }"); //인스턴스 초기화 블럭
    }
    public BlockTest(){     
        System.out.println("생성자");
    }
    public static void main(String args[])
    {
        System.out.println("BlockTest bt = new BlockTest(); ");
        BlockTest bt = new BlockTest();
 
        System.out.println("BlockTest bt2 = new BlockTest(); ");
        BlockTest bt2 = new BlockTest();
    }
}

- 실행결과

static { }

BlockTest bt = new BlockTest();

{ }

생성자

BlockTest bt2 = new BlockTest();

{ }

생성자

 

- 설명

코드가 실행되면서 BlockTest가 메모리에 로딩 될 때 클래스 초기화 블럭이 가장 먼저 실행되어 'static { }' 이 출력된다.

 

그 다음 main 메소드가 실행되어 BlockTest 인스턴스가 생성되면서 인스턴스 초기화 블럭이 먼저 실행되고 그 다음 생성자가 실행된다. 위의 결과에서도 알 수 있듯이 클래스 초기화 블럭은 처음 메모리에 로딩될 때 한 번만 실행되었고, 인스턴스 초기화 블럭은 인스턴스가 생성될 때마다 실행된다.

 

클래스 초기화 블럭 → 메인 메소드 → 인스턴스 생성 → 인스턴스 초기화 블럭 → 생성자 → 메인 메소드 → 인스턴스 생성 → 인스턴스 초기화 블럭 → 생성자

 

 

(4) 예문4

 

class StaticBlockTest 
{
    static int[] arr = new int[10];
 
    static    // 클래스 초기화 블럭
    {
        for(int i=0; i<arr.length; i++)
        {
            // 1과 10사이의 임의의 값을 배열 arr에 저장한다.
            arr[i] = (int)(Math.random()*10) + 1;
        }
    }
 
    public static void main(String args[])
    {
        for(int i=0; i<arr.length;i++)
            System.out.println("arr["+i+"] :" + arr[i]);
    }
}

 

5. 멤버변수의 초기화 시점과 순서

 

(1) 초기화 시점

- 클래스 변수 : 클래스가 처음 로딩될 때 단 한 번 초기화

- 인스턴스변수 : 인스턴스가 생성될 때마다 각 인스턴스별로 초기화가 이루어진다.

 

(2) 초기화 순서

- 클래스 변수 : 기본값 → 명시적 초기화 → 클래스 초기화 블럭

- 인스턴스 변수 : 기본값 → 인스턴스 초기화 블럭 → 생성자

 

프로그램 실행 중 클래스에 대한 정보가 요구될 때 클래스는 메모리에 로딩된다. 예를 들면, 클래스 멤버를 사용했을 때 인스턴스를 생성할 때 등이 이에 해당한다. 하지만 해당 클래스가 이미 메모리에 로딩되어 있다면 또 다시 로딩하지 않고 초기화도 다시 수행되지 않는다.

 

참고) 클래스의 로딩 시기는 JVM의 종류에 따라 다를 수 있다. 클래스가 필요할 때 바로 메모리에 로딩되도록 설계가 되어있는 것도 있고, 실행 효율을 높이기 위해 사용될 클래스들을 프로그램이 시작될 때 미리 로딩하도록 되어있는 것도 있다.

 

(3) 예문

 

class InitTest
{
    static int cv = 1;
            int iv = 1;    // 명시적 초기화(explicit initialization)
 
    static { cv = 2; }    // 클래스 초기화 블럭
    { iv = 2; }         // 인스턴스 초기화 블럭
 
    InitTest(){         // 생성자
        iv = 3;
    }
}

 

- 실행 순서

클래스 초기화

1 기본값 cv 0

2 명시적 초기화 cv 1

3 클래스 초기화 블럭 cv 2 

 

인스턴스 초기화

4 기본값 cv 2 iv 0

5 명시적 초기화 cv 2 iv 1

6 인스턴스 초기화 블럭 cv 2 iv 2

7 생성자 cv 2 iv 3

 

- 클래스변수 초기화 (1~3) : 클래스가 처음 메모리에 로딩될 때 차례대로 수행
- 인스턴스변수 초기화(4~7) : 인스턴스를 생성할 때 차례대로 수행

 

★클래스 변수는 항상 인스턴스 변수보다 먼저 생성되고 초기화 된다.

 

1. cv가 메모리(method area)에 생성되고, cv에는 int형의 기본값인 0이 cv에 저장된다.
2. 그 다음에는 명시적 초기화(int cv=1)에 의해서 cv에 1이 저장된다.
3. 마지막으로 클래스 초기화 블럭(cv=2)이 수행되어 cv에는 2가 저장된다.
4. InitTest클래스의 인스턴스가 생성되면서 iv가 메모리(heap)에 존재하게 된다.
iv 역시 int형 변수이므로 기본값 0이 저장된다.
5. 명시적 초기화에 의해서 iv에 1이 저장되고
6. 인스턴스 초기화 블럭이 수행되어 iv에 2가 저장된다.
7. 마지막으로 생성자가 수행되어 iv에는 3이 저장된다.