[Java Final] 키워드 파헤치기

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[Java Final] 키워드 파헤치기

superpil 2024. 5. 9. 13:05

개념

final은 변수, 메서드, 클래스의 값을 변경할 수 없게 만든다.

한마디로 낙장불입!

적절한 위치에 final을 사용하여 코드 작성 의도를 명확히 하고, 의도하지 않은 변화로부터 코드를 보호하는데 도움을 준다.

변수, 메서드, 클래스 중 어떤 곳에 사용하느냐에 따라 바꿀 수 없는 제약사항이 다르게 적용되기 때문에, 아래 내용을 통해 한번 자세히 알아보자!

변수(variable)에서 final

지역변수(local)

public static void main(String[] args) {
  // 지역변수
  final String superpil = "hello";
  superpil = "world"; // 컴파일 에러
}

superpil 변수를 선언하는 동시에 “hello”를 초기화했다.
다음 "world"를 재할당하면 컴파일 에러가 발생!
이유는 final 변수에 최초 한 번 값이 할당된 후 값을 변경했기 때문!

public static void main(String[] args) {
  // 지역변수
  final String superpil;
  superpil = "hello"; // 가능!
  superpil = "world"; // 컴파일 에러
}

이번에는 superpil변수를 선언만 하고 초기화를 하지 않았다.
이후 “hello”를 할당했다. 이건 정상 할당된다.
이후 “world”를 재할당한다. 이건 컴파일 에러가 발생!
여기서 중요한 것은 final은 최초로 초기화된 값을 변경하려 할 때만 에러가 발생한다는 점!

매개변수(parameter)

public static void main(String[] args) {
  demo("superpil");
}
  
public static void demo(final String param) {
  param = "hello"; // 컴파일 에러
  System.out.println(param);
}

매개변수에도 final을 사용할 수 있다.
매개변수로 받은 값을 변경 시 컴파일 에러 발생!
매개변수 값을 메서드 내부에서 변경하지 못하도록 제한하고 싶을 때 사용하는 것이 좋다.

인스턴스 변수(instance)

public class Superpil {
  final int value = 20;
}

public static void main(String[] args) {
  Superpil superpil = new Superpil();
  System.out.println(superpil.value); // 20
  superpil.value = 50; // 컴파일 에러
}

Superpil클래스에 20으로 초기화된 value 변수가 있다.
Superpil클래스를 인스턴스로 생성하는 동시에 value는 20으로 설정된다.
출력해 보면 당연히 20이 출력된다.
value값을 변경하게 되면 컴파일 에러 발생!
value에 final를 사용해 변경불가능하게 만들었기 때문!

// Superpil class
public class Superpil {
  final int value; // 컴파일 에러
}

// Main class
public static void main(String[] args) {
  Superpil superpil = new Superpil();
  superpil.value = 50;
}

이번에는 final을 사용하고 바로 초기화하지 않아 보자.
이전 지역변수 예제는 선언과 초기화를 분리해도 가능했다.
인스턴스 변수도 지역변수처럼 가능할까? 정답은 No!

// Superpil class
public class Superpil {
  final int value1;
  final int value2;
  final int vlaue3 = 50;
  
  public Superpil(int value2){
   this.value1 = 20;
   this.value2 = value2;
  }
}

// Main class
public static void main(String[] args) {
  Superpil superpil = new Superpil(30);
  System.out.println(superpil.value1); // 20
  System.out.println(superpil.value2); // 30
  System.out.println(superpil.value3); // 50
}

final을 사용한 인스턴스 변수가 있다면 인스턴스가 초기화되는 시점에 변수는 반드시 초기화되어야 한다.
Superpil 클래스가 인스턴스로 생성될 때 value1, value2, value3은 생성자에 의해 초기화가 된다.
당연히 value1, value2, value3의 값은 변경 불가능하다.

참조형

// superpil 클래스
public class Superpil {
  int value;
}

// main 클래스
public static void main(String[] args) {
	final Superpil superpil = new Superpil();
  superpil.value = 20;
  System.out.println(superpil.value); // 20
  
  superpil = new Superpil(); // 컴파일 에러
}

이번에는 인스턴스 변수에 final을 사용하지 않고 superpil변수에 사용해 보자.
value값은 변경 가능하다. 하지만 superpi변수에 초기화된 값을 변경할 경우 에러가 발생한다.

superpil 변수는 new Superpil 인스턴스의 참조값을 할당받았다.
여기서 참조값이란, new Superpil의 (힙) 메모리 주소값이다.
즉, 메모리 주소값이 할당된 것이고, value가 할당된 것이 아니기 때문에 값(value)은 변경 가능하다. (메모리 주소값으로 value를 찾아서 변경할 수 있다.)
다만, final을 사용한 superpil 변수에 다른 값을 할당할 경우 참조값(메모리 주소값)이 변경되기 때문에 superpil변수는 변경 불가능하다.

메서드(method)에서 final

// 부모 클래스
public class Parent {

 public final void printMethod() {
  System.out.println("Parent");
 }
 
}

// 자식 클래스
public class Child extends Parent {
 
 // 컴파일 에러
 @Override
 public void printMethod() {}
 
}

상속관계에서 일반적으로 자식은 부모의 메서드를 오버라이딩 할 수 있다.
다만, 부모 메서드에 final을 사용하면 자식은 해당 메서드를 오버라이딩할 수 없다.
부모 클래스에서 정의한 메서드를 변경하지 못하고 강제성을 의도하고 싶을 때 사용하면 좋다.

클래스(class)에서 final

// 부모 클래스
public final class Parent {}

// 자식 클래스
// 컴파일 에러
public class Child extends Parent {}

메서드와 동일하게 final이 붙은 클래스는 다른 클래스가 상속 불가능하다.

정리

지금까지 작성된 내용을 요약해 보자.

지역변수: 한 번 초기화된 final 지역변수는 재할당할 수 없다.
매개변수: final 매개변수는 메서드 내에서 변경할 수 없어 값의 불변성을 보장한다.
인스턴스 변수: final 인스턴스 변수는 생성자에서 초기화되어야 하며, 초기화 이후에는 수정할 수 없다.
참조형 변수: 객체 참조 자체는 변경할 수 없으나, 객체 내부의 속성은 수정 가능하다.
메서드: final 메서드는 하위 클래스(자식)에서 오버라이드할 수 없다.
클래스: final 클래스는 상속될 수 없어, 클래스의 확장을 막는다.

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