• 객체의 필드값이 모두 같아야 한다면 모든 객체의 필드값을 같게 맞추는 것 보다 필드를 한 곳에 위치시키고 객체들이 그 필드를 공유하는 것이 메모리 낭비를 줄일 수 있다. 
• 자바는 이런 경우를 위해 클래스 멤버를 인스턴스 멤버와 정적 멤버로 구분해서 선언할  수 있도록 한다.
  • 인스턴스 멤버 : 객체마다 가지고 있는 멤버
  • 정적 멤버 : 클래스에 위치시키고 객체들이 공유하는 멤버

인스턴스 멤버와 this

① 인스턴스 멤버

• 객체를 생성한 수 사용할 수 있는 필드와 메소드. 각각 인스턴스 필드, 인스턴스 메소드라고 한다.
• 인스턴스 멤버는 객체 소속된 멤버이기 때문에 객체없이 사용할 수 없다.

② 인스턴스 멤버 선언

• 인스턴스 필드는 객체마다 따로 존재하고 힙 역역에 저장된다. 
• 인스턴스 메소드는 메소드 영역에 저장되고 공유된다.
• 메소드는 코드 블록이므로 객체마다 동일한 코드 블록을 가지고 있을 필요가 없기 때문!

③ this

• 객체 내부에서 인스턴스 멤버에 접근하기 위해 this를 사용할 수 있다.
• this는 주로 생성자와 메소드의 매개 변수 이름이 필드와 동일한 경우, 인스턴스 멤버인 필드임을 명시하고자 사용된다.

정적 멤버와 static

① 정적 멤버 선언

• 정적 멤버 : 클래스에 고정된 멤버로 객체를 생성하지 않고 사용할 수 있는 필드와 메소드를 말한다.
• 정적 필드와 정적 메소드를 선언하려면 메소드 선언 시 static 키워드를 추가적으로 붙이면 된다.
• 정적 필드와 정적 메소드는 클래스에 고정된 멤버이므로 클래스 로더가 클래스를 로딩해서 메소드 메모리 영역에 적재할 때 클래스별로 관린된다. 
• 따라서 클래스의 로딩이 끝나면 바로 사용할 수 있다.
• 객체마다 가지고 있어야 할 데이터라면 인스턴스 필드로 선언하고, 객체마다 가지고 잇을 필요가 없는 공용 데이터라면 정적 필드로 선언한다. ex - Calculator 클래스에서 변하지 않는 값인 원주율 파이는 정적 필드로, 값이 변하는 color는 인스턴스 필드로 선언.
• 메소드 역시 인스턴스 필드를 포함하고 있다면 인스턴스 메소드로 선언하고, 인스턴스 필드를 포함하고 있지 않다면 정적 메소드로 선언한다.

② 정적 멤버 사용

• 클래스가 메모리로 로딩되면 정적 멤버를 바로 사용할 수 있는대, 클래스 이름과 함께 도트(.) 연산자로 접근한다.
  • 클래스.필드;
  • 클래스.메소드(매개값...);

③ 정적 메소드 선언 시 주의할 점

• 객체가 없어도 실행된다는 특징 때문에 정적 메소드를 선언할 때는 이들 내부에 인스턴스 필드나 인스턴스 메소드를 사용할 수 없다.
• 또한 자신의 참조인 this 키워드도 사용이 불가능하다.
• 정적 메소드에서 인스턴스 멤버를 사용하고 싶다면, 객체를 먼저 생성하고 참조 변수로 접근해야 한다.

싱글톤(Singleton)

• 전체 프로그램에서 단 하나의 객체만 만들도록 보장해야 하는 경우 단 하나만 생성된다고 해서 이 객체를 싱글톤이라고 한다.
• 생성자를 외부에서 호출할 수 없도록 생성자 앞에 private 접근 제한자를 붙여 준다.
• 그리고 자신의 타입인 정적 필드를 하나 선언하고 자신의 객체를 생서해 초기화한다.
• 정적 필드도 private 접근 제한자를 붙여 외부에서 필드값을 변경하지 못하도록 막는다.
• 대신 외부에서 호출할 수 있는 정적 메소드인 getInstance() 를 선언하고 정적 필드에서 참조하고 있는 자신의 객체를 리턴한다.

final 필드와 상수

① final 필드

• 저장된 초기값이 최종값이므로 수정할 수 없다.
• 초기값을 주는 방법은 필드 선언 시에 주는 방법과 생성자에서 주는 방법이 있다.
• 만약 초기화되지 않은 final 필드를 그대로 남겨두면 컴파일 에러가 발생한다.
• final 필드는 final 키워드로 선언한다.

② 상수 (constant)

• 불변의 값을 상수라고 한다. 불변의 값은 수학에서 사용되는 원주율 파이나 지구의 무게 및 둘레 등이 해당된다.
• final 필드는 객체마다 저장되고 생성자의 매개값을 통해서 여러 가지 값을 가질 수 있지만 상수는 불변의 값이고 공용성을 띠고 있다는 점에서 차이가 있다. 
• 상수는 한번 초기값이 저장되면 변경할 수 없다.
• 상수 이름은 대문자로 작성하는 것이 관례이다. 혼합된 이름이라면 (_)언더바로 단어들을 연결해준다.
• 상수는 static final 키워드로 선언한다.

ArrayList

• ArrayList는 자바의 List 인터페이스를 상속받은 여러 클래스 중 하나입니다.
• 일반 배열과 동일하게 연속된 메모리 공간을 사용하며 인덱스는 0부터 시작합니다.
• 배열과의 차이점은 배열이 크기가 고정인 반면 ArrayList는 크기가 가변적으로 변합니다.
• 내부적으로 저장이 가능한 메모리 용량(Capacity)이 있으며 현재 사용 중인 공간의 크기(Size)가 있습니다.
• 만약 현재 가용량(Capacity) 이상을 저장하려고 할 때 더 큰 공간의 메모리를 새롭게 할당합니다.

1. ArrayList 생성

ArrayList<Integer> integers1 = new ArrayList<Integer>(); // 타입 지정
ArrayList<Integer> integers2 = new ArrayList<>(); // 타입 생략 가능
ArrayList<Integer> integers3 = new ArrayList<>(10); // 초기 용량(Capacity) 설정
ArrayList<Integer> integers4 = new ArrayList<>(integers1); // 다른 Collection값으로 초기화
ArrayList<Integer> integers5 = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5)); // Arrays.asList()

• 보통 생성할 때는 new ArrayList<>()와 같이 타입을 생략해서 작성합니다.
• ArrayList를 생성할 때 Set이나 다른 ArrayList를 전달하면 해당 Collections의 값들로 초기화됩니다.
• 마지막으로 가변 인자를 전달받는 Arrays.asList()를 사용하면 기본 값들로 생성 가능합니다.

2. ArrayList  추가/변경

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();

list.add(1); // 1 삽입
list.add(3);
list.add(1, 2); // 	index 1에 2 추가

System.out.println(list);

• ArrayList를 생성한 후 add() 메소드로 엘레멘트를 추가할 수 있습니다.
• 또한 set() 메소드로 기존에 추가된 값을 변경하는 것도 가능합니다.
• add()는 기본적으로 리스트의 가장 끝에 값을 추가합니다.
• 별도로 인덱스를 지정하면 해당 인덱스에 값이 추가되고 그 인덱스부터의 값들이 1 칸씩 밀립니다.

3. ArrayList 삭제

list.remove(2); // 2번 인덱스 삭제 => remove(index)
list.clear(); // 리스트의 모든 값 삭제

list.remove(list.indexOf(2)); // 리스트에 2를 포함한 인덱스 리턴 후 삭제

• 추가했던 값을 삭제할 때는 remove() 메소드를 호출합니다.
• 삭제할 때는 엘레멘트의 인덱스를 입력하거나 엘레멘트를 직접 입력할 수 있습니다.
• 인덱스를 통해 삭제할 경우 삭제되는 엘레멘트를 리턴받을 수 있습니다.
• 값을 지움과 동시에 해당 값으로 별도의 작업이 필요한 경우 리턴을 받아서 사용하면 됩니다.
• ArrayList 안의 내용을 전체 삭제할 때는 clear()를 호출하면 됩니다.

4. ArrayList 전체 값 확인

System.out.println(list); // 리스트 전체 출력
System.out.println(list.get(2)); // 2번 인덱스 출력

for(int i : list) { 
    System.out.println(i);
}

Iterator iter = list.iterator(); // 반복자 사용
while(iter.hasNext()){
    System.out.println(iter.next()); 
}

• for-each 반복문으로 각각의 값을 순회해서 출력하는 것이 가능합니다.
• 또한 get() 메소드로 각 인덱스의 값을 순차적으로 탐색하는 방법도 가능합니다.
• 그리고 iterator나 listIterator를 통해 값들을 순회하는 것도 가능합니다.
• listIterator의 경우 생성 시 ArrayList의 크기를 입력해주고 역방향으로 출력할 수 있습니다.

5. 값 존재 유무 확인

int index = list.indexOf(2); // 원하는 값의 인덱스를 리턴, 없으면 -1 리턴
boolean b = list.contains(2); // 원하는 값의 존재 유무

while(list.indexOf(2) == -1) { // 리스트에 원하는 값 모두 삭제
	list.remove(list.indexOf(2));
}

• 먼저 값이 존재하는지만 알고 싶은 경우 contains()를 사용합니다.
• 값이 존재할 때 어느 위치에 존재하는지 알고 싶은 경우 indexOf()를 사용할 수 있습니다.
• contains()는 값이 있는 경우 true를, 값이 없는 경우 false를 리턴합니다.
• indexOf()는 값이 존재하는 경우 해당 엘레멘트의 인덱스를 리턴합니다. 값이 존재하지 않을 경우 -1을 리턴하기 때문에 별도로 처리가 가능합니다.

메소드 : 객체의 동작에 해당하는 중괄호{} 블록

메소드 선언은 선언부(method signature)와 실행블록으로 구성된다. 

선언부와 실행블록은 다음 요소를 포함한다.

• 리턴타입 : 메소드가 리턴하는 결과의 타입을 표시
• 메소드 이름: 메소드의 기능이 드러나도록 식별자 규칙에 맞게 이름을 지어준다.
• 매개 변수 선언 : 메소드를 실행할 때 필요한 데이터를 받기 위한 변수를 선언한다.
• 메소드 실행 블록 : 실행할 코드를 작성

메소드 선언

메소드 선언은 선언부(리턴 타입, 메소드 이름, 매개 변수 선언)와 실행 블록으로 구성된다.

① 리턴 타입

• 리턴값의 타입을 의미한다. 리턴값이란 메소드를 실행한 후의 결과값을 의미한다.
• 메소드는 리턴값이 있을 수도 있고 없을 수도 있으나, 리턴값이 있을 경우 리턴 타입이 선언부에 명시되어야 한다.
• 리턴값이 없는 경우 - void powerOn(){...}
• 리턴값이 있는 경우 - double divide(int x, int y){...}

② 메소드 이름

• 숫자로 시작하면 안되고, $와 _를 제외한 특수 문자를 사용하지 말아야 한다.
• 관례적으로 소문자로 작성하고, 혼합된 이름이라면 뒤이어 오는 단어의 첫 글자는 대문자로 작성한다.

③ 매개 변수 선언

• 메소드가 실행할 때 필요한 데이터를 외부로부터 받기 위해 사용된다.
• 메소드에서 매개 변수가 필요한 경우가 있고 필요 없는 경우가 있다.
• 예를 들면 , powerOn() 메소드는 매개 변수가 필요 없고, divide()메소드는 나눠줘야 할 숫자타입의 변수가 필요하다.

④ 매개 변수의 개수를 모를 경우

• 매개 변수를 배열 타입으로 선언하는 방법이 있다.
• 예를 들어, 여러 개의 수를 모두 합산하는 메소드를 선언해야 하는 경우가 있는데,
• 아래의 예제를 통해 매개 변수를 배열로 선언하는 방법을 확인해 보자.

• int sum1(int[] values){...}
• int sum2(int...values){...}

리턴(Return)문

① 리턴값이 있는 메소드 

② 리턴값이 없는 메소드 : void

• 이 경우 return문은 리턴값을 지정하는 것이 아니라 메소드 실행을 강제 종료 시키는 역할을 한다.

메소드 호출

① 객체 내부에서 호출

   이때 변수 타입은 메소드 리턴 타입과 동일하거나, 자동 타입 변환이 될 수 있어야 한다.

② 객체 외부에서 호출

• 외부 클래스에서 메소드를 호출하려면 다음과 같이 클래스로부터 객체를 생성해야 한다.
• 메소드는 객체에 소속된 멤버이므로 객체가 존재하지 않으면 메소드도 존재하지 않기 때문

클래스 참조변수 = new 클래스(매개값,...);

• 객체가 생성되었다면 아래와 같이 메소드를 호출할 수 있다.

참조변수.메소드(매개값...);

타입 변수 = 참조변수.메소드(매개값,...);

메소드 오버로딩

• 클래스 내에 같은 이름의 메소드를 여러개 선언하는 것을 메소드 오버로딩(overloading)이라고 한다.
• 오버로딩된 메소드를 호출할 겨우 JVM은 매개값의 타이블 보고 메소드를 선택한다.
• 주의점은 매개 변수의 타입과 개수, 순서가 똑같을 경우 매개 변수 이름이 다르다고 해서 이것을 메소드 오버로딩이라고 하지 않는다는 것.
• 또한 리턴 타입만 다르고 매개 변수가 동일하다면 이것도 오버로딩이 아니다.
• 오버로딩의 대표적인 예 - System.out.println() 메소드. - 매개값의 타입에 따라 오버로딩된 println() 메소드 중 하나를 호출한다.

• 위와 같이 오버로딩된 메소드의 경우, 매개값의 개수에 따라 어떤 메소드가 호출될 것인지 결정된다.

생성자 :

• new 연산자로 클래스로부터 객체를 생성할 때 호출되어 객체의 초기화를 담당. 
• new 연산자로 호출되는 중괄호{} 블록이다.
• 모든 클래스에 반드시 하나 이상 존재한다. 따라서 클래스 내부에 선언을 생략하면 자동으로 추가된다.

객체 초기화 : 필드를 초기화 하거나 메소드를 호출해서 객체를 사용할 준비를 하는 것. 

① 기본 생성자

• 모든 클래스는 생성자가 반드시 존재하고 하나 이상의 생성자를 가질 수 있다.
• 만약 클래스 내부에 생성사 선언을 생략했다면 컴파일러는 기본생성자를 바이트 코드에 자동 추가한다.

② 생성자 선언

• 생성자는 메소드와 비슷한 모양을 가지고 잇지만, 리턴 타입이 없고 클래스 이름과 동일하다.
• 매개 변수 선언은 생략할 수도 있고 여러 개를 선언해도 된다.
• 클래스에 생성자가 명식적으로 선언되어 있을 경우, 반드시 선언된 생성자를 호출해서 객체를 생성해야 한다.

• 아래 예제를 보면 Car 클래스에 생성자 선언이 있기 때문에 기본생성자 Car(())를 호출해서 객체를 생성할 수 없고, Car(String color, int cc)를 호출해서 객체를 생성해야 한다.
• 따라서 형식을 지키지 않는다면, 다음과 같은 메세지를 확인 할 수 있다.

③ 필드 초기화

• 클래스로부터 객체가 생성될 떄 필드는 기본 초기값으로 자동 설정된다.
• 만약 다른 값으로 초기화 하고 싶다면, 필드를 선언할 때 초기값을 주거나 아니면 생성자에 초기값을 주는 방법이 있다.
• 필드를 선언할 때 초기값을 주게 되면 동일한 클래스로부터 생성되는 객체들은 모두 같은 값을 갖게 된다.
• 만약 객체 생성 시점에 외부에서 제공되는 다양한 값들로 초기화 되어야 한다면, 생성자의 매개값들을 초기화 해줘야 한다.
• 필드와 매개변수의 이름이 동일한 경우 필드 앞에 this를 붙여준다. 
• this는 객체 자신의 참조인데, 'this.필드'는 this라는 참조 변수로 필드를 사용하는 것이다.

④ 생성자 오버로딩 (overloading)

• 매개 변수를 달리하는 생성자를 여러 개 선언하는 것을 의미
• 주의할 점은 매개 변수의 타입과 개수 그리고 선언된 순서가 똑같을 경우 매개 변수 이름만 바꾸는 것은 생성자 오버로딩이 아니라는 것
• https://www.geeksforgeeks.org/constructor-overloading-java/?ref=gcse (참고자료)

⑤ 다른 생성자 호출 : this()

• 생성자 오버로딩이 많아질 경우 생성자 간의 중복된 코드가 발생할 수 있다.
• 이 경우 필드 초기화 내용은 한 생성자에만 집중적으로 작성하고 나머지 생성자는 초기화 내용을 가지고 있는 생성자를 호출하는 방식으로 개선할 수 있다.
• 생성자에서 다른 생성자를 호출할 때에는 this()코드를 사용한다.
• this()는 자신의 다른 생성자를 호출하는 코드로 반드시 생성자의 첫 줄에서만 허용된다.

참고하면 좋을 자료

https://cloudstudying.kr/lectures/197