[Introduction to Kotlin] 클래스의 생성자 및 멤버 함수

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생성자

이미 속성이 간단한 클래스를 선언하는 방법은 알고 있다.
이제 클래스 멤버(class member)의 다른 종류인 생성자(constructor)에 대해 알아보자.

클래스 멤버는 클래스 내부에 포함된 요소들로서,
객체가 가질 수 있는 상태(데이터)와 동작(기능)을 정의한다.

기본 생성자

생성자는 클래스의 객체를 초기화하는 클래스 멤버이다.
다시 말해, 생성자는 새로운 객체의 상태를 설정하며 속성을 초기화한다.
즉, 객체를 생성할 때 생성자를 호출하게 된다.

예시로 다음과 같은 클래스가 있다.

// 클래스 선언
class Size {
    var width: Int = 1
    var height: Int = 1
}

클래스의 인스턴스는 다음과 같이 선언한다.

// 객체 생성
val size = Size()

사실 이것은 생성자 호출이며, 인자가 없는 함수를 호출하는 것과 유사하다.
모든 클래스는 생성자를 하나 이상 가져야 하므로, 생성자가 명시적으로 정의되지 않으면,
컴파일러가 자동으로 인자가 없는 기본 생성자를 생성해준다.

주 생성자

객체를 생성하기 전에 그 객체가 가질 속성 값을 알고 있는 경우가 많다.
이럴 때는 생성자에 인자를 넘겨 속성을 설정하면 코드가 더 간결해진다.
이럴 때 사용하는 것이 주 생성자(primary constructor)이다.

주 생성자는 별도의 코드 블록 없이 클래스의 인스턴스와 속성만을 초기화한다.
클래스 이름 뒤 constructor 키워드를 작성하고 초기화 인자를 넣으면 된다.

class Size constructor(width: Int, height: Int) {
    val width: Int = width
    val height: Int = height
    val area: Int = width * height
}

그러나 일반적으로 다음과 같이 constructor 키워드를 생략하여 작성한다.

class Size constructor(width: Int, height: Int) {
    val width: Int = width
    val height: Int = height
    val area: Int = width * height
}

주 생성자의 속성 선언

주 생성자 괄호 안에 속성을 직접 선언할 수 있다.

class Size(val width: Int, height: Int) {
    val height: Int = height
    val area: Int = width * height
}

height도 생성자 안으로 옮기면,

class Size(val width: Int, val height: Int) {
    val area: Int = width * height
}

기본 값과 명명된 인자

Kotlin의 주 생성자에서는 클래스 본문처럼 기본값을 지정할 수 있다.

class Size(val width: Int = 1, val height: Int = 1) {
  val area: Int = width * height
}

객체 생성 시 인자를 생략하면 기본값이 사용된다.

val size = Size() // width == 1, height == 1, area == 1

클래스에 인자를 줄 때는 순서대로 줄 수도 있고, 명명된 인자(named argument)를 사용할 수도 있다.

val size1 = Size(3, 5)
val size1 = Size(width = 3, height = 5)
val size1 = Size( height = 5, width = 3)

일부 인자만 줄 경우, 순서를 지키지 않는다면 명명된 인자를 반드시 사용해야 한다.

한 줄짜리 클래스

주 생성자 이외에 다른 클래스 멤버가 없다면 중괄호를 생략할 수 있다.

class Size(val width: Int = 1, val height: Int = 1)

init 블록

주 생성자는 코드 블록을 포함할 수 없다.

하지만 생성 중 로직이 필요하다면, init 블록을 통해 초기화 로직을 실행 할 수 있다.

class Size(_width: Int, _height: Int) {
    var width: Int = 0
    var height: Int = 0
  
    init {
        width = if (_width >= 0) _width else {
            println("너비는 0 이상이어야 합니다.")
            0 // else인 경우 반환되는 값 = 0
        }
        height = if (_height >= 0) _height else {
            println("높이는 0 이상이어야 합니다.")
            0
        }
        
    }
}

또는 속성 설정 후 메시지를 출력하는 용도로도 사용된다.

class Size(val width: Int, val height: Int) {
    init {
        prinltn("초기화 블록 실행: width = $width, height = $height")
    }
}

여러 개의 init 블록도 사용할 수 있으며, 정의된 순서대로 실행된다.

class Size(_width: Int, _height: Int) {
    val width = _width
    init {
        println("첫 번째 init: width = $width")
    }

    val height = _height
    init {
        println("두 번째 init: height = $height")
    }

    val area = width * height
}

언더스코어(_width, _height)를 사용한 인자 이름은 속성과 구분하기 위한 코딩 관례이다.

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멤버 함수

객체에는 단순히 데이터뿐만 아니라 동작(행동)도 저장해야할 필요가 있다.
멤버 함수는 동일한 클래스에 속한 객체들 전체에 공통적인 동작을 구현한다.

멤버 함수는 클래스 본문 안에 정의된 함수처럼 보이며,
다음 예시에서는 print()라는 함수를 가진 클래스를 선언하고 있다.

class MyClass {
    fun print() = println("Hello from print")
}

위 함수는 특정 클래스의 객체와 함께 작동하고 해당 객체의 필드에 접근할 수 있기 때문에 멤버 함수(member function)이라고 불린다.

일반적으로는 메서드(method)라고 불리우나, Kotlin 공식 문서에서는 멤버 함수라고 부른다.

다음 예시에서 this 키워드는 현재 클래스의 인스턴스를 나타낸다.

class MyClassWithProperty(var property: Int) {
    fun printProperty() {
        println(this.property)
    }
}

this를 생략해도 되며, 선택사항이다.

일반 함수처럼 멤버 함수도 인자를 받을 수 있으며, 정의된 클래스 타입을 포함한 모든 타입의 값을 반환할 수 있다.

멤버 함수 호출하기

다음 예시는, 특정 객체의 필드 값을 출력하는 멤버 함수를 호출한다.

val myObject = MyClassWithProperty(10)
myObject.printProperty() // "10" 출력

멤버 함수는 클래스의 객체 이름 뒤에 마침표(.)를 찍어 호출 및 사용할 수 있다.

예제) 고양이

멤버 함수를 사용하는 예제를 살펴보자.

고양이 클래스는 다음과 같이 행동할 수 있다.

• 고양이는 두 가지 상태를 가지며, 상태에 따른 소리를 낸다.
  • 잠자는 상태, zzz
  • 깨어있는 상태, meow

import kotlin.random.Random // 랜덤 숫자 생성

class Cat(val name: String) {
    var sleeping: Boolean = false // 고양이의 현재 상태, 기본값은 자고 있지 않음
    
    fun say() {
        if (sleeping) {
            println("zzz")
        } else {
            println("meow")
            
            if (Random.nextDouble() < 0.1) { // 0과 1사이의 난수 생성
                sleeping = true
            }
        } 
    }
  
    fun wakeUp() { // 고양이를 깨우는 함수
        sleeping = false
    }
}

이제 클래스의 인스턴스를 생성하여 고양이를 호출해보자.

fun main() {
    val pharaoh = Cat("Pharaoh")
    
    repeat(5) {
        pharaoh.say() // "meow" 또는 "zzz" 출력
    }
    
    pharaoh.wakeUp() // 고양이 깨우기
    pharaoh.say() // 다시 meow 출력
}