JAVA API 클래스 알아가기1

java.lang 패키지

java.lang 패키지는 자바에서 가장 기본적인 동작을 수행하는 클래스들의 집합입니다.
따라서 자바에서는 java.lang 패키지의 클래스들은 import 문을 사용하지 않아도 클래스 이름만으로 바로 사용할 수 있도록 하고 있습니다.

 

java.lang.Object 클래스

java.lang 패키지 중에서도 가장 많이 사용되는 클래스는 바로 Object 클래스입니다.
Object 클래스는 모든 자바 클래스의 최고 조상 클래스가 됩니다.
따라서 자바의 모든 클래스는 Object 클래스의 모든 메소드를 바로 사용할 수 있습니다.

이러한 Object 클래스는 필드를 가지지 않으며, 총 11개의 메소드만으로 구성되어 있습니다.

 

toString() 메소드

toString() 메소드는 해당 인스턴스에 대한 정보를 문자열로 반환합니다.
이때 반환되는 문자열은 클래스 이름과 함께 구분자로 '@'가 사용되며, 그 뒤로 16진수 해시 코드(hash code)가 추가됩니다.
16진수 해시 코드 값은 인스턴스의 주소를 가리키는 값으로, 인스턴스마다 모두 다르게 반환됩니다.

다음 예제는 toString() 메소드를 이용하여 인스턴스의 정보를 출력하는 예제입니다.

예제

Car car01 = new Car();
Car car02 = new Car();
System.out.println(car01.toString());
System.out.println(car02.toString());

 

실행 결과

Car@15db9742
Car@6d06d69c

 

※ 자바에서 toString() 메소드는 기본적으로 각 API 클래스마다 자체적으로 오버라이딩을 통해 재정의되어 있습니다.

 

equals() 메소드

equals() 메소드는 해당 인스턴스를 매개변수로 전달받는 참조 변수와 비교하여, 그 결과를 반환합니다.
이때 참조 변수가 가리키는 값을 비교하므로, 서로 다른 두 객체는 언제나 false를 반환하게 됩니다.

다음 예제는 equals() 메소드를 이용하여 두 인스턴스를 서로 비교하는 예제입니다.

예제

Car car01 = new Car();
Car car02 = new Car();
System.out.println(car01.equals(car02));
car01 = car02; // 두 참조 변수가 같은 주소를 가리킴.
System.out.println(car01.equals(car02))

 

실행 결과

false
true

 

※ 자바에서 equals() 메소드는 기본적으로 각 API 클래스마다 자체적으로 오버라이딩을 통해 재정의되어 있습니다.

 

clone() 메소드

clone() 메소드는 해당 인스턴스를 복제하여, 새로운 인스턴스를 생성해 반환합니다.
하지만 Object 클래스의 clone() 메소드는 단지 필드의 값만을 복사하므로, 필드의 값이 배열이나 인스턴스면 제대로 복제할 수 없습니다.
따라서 이러한 경우에는 해당 클래스에서 clone() 메소드를 오버라이딩하여, 복제가 제대로 이루어지도록 재정의해야 합니다.

이러한 clone() 메소드는 데이터의 보호를 이유로 Cloneable 인터페이스를 구현한 클래스의 인스턴스만이 사용할 수 있습니다.

다음 예제는 clone() 메소드를 이용하여 인스턴스를 복제하는 예제입니다.

예제

import java.util.*;
class Car implements Cloneable {
    private String modelName;
①  private ArrayList<String> owners = new ArrayList<String>();
    public String getModelName() { return this.modelName; }                    // modelName의 값을 반환함
    public void setModelName(String modelName) { this.modelName = modelName; } // modelName의 값을 설정함
    public ArrayList getOwners() { return this.owners; }                      // owners의 값을 반환함
    public void setOwners(String ownerName) { this.owners.add(ownerName); }   // owners의 값을 추가함
    public Object clone() {
        try {
②          Car clonedCar = (Car)super.clone();
③          // clonedCar.owners = (ArrayList)owners.clone();
            return clonedCar;
④      } catch (CloneNotSupportedException ex) {
            ex.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}
public class Object03 {
    public static void main(String[] args) {
⑤      Car car01 = new Car();
        car01.setModelName("아반떼");
        car01.setOwners("홍길동");
⑥      System.out.println("Car01 : " + car01.getModelName() + ", " + car01.getOwners() + "\n");
⑦      Car car02 = (Car)car01.clone();
⑧      car02.setOwners("이순신");
⑨      System.out.println("Car01 : " + car01.getModelName() + ", " + car01.getOwners());
⑩      System.out.println("Car02 : " + car02.getModelName() + ", " + car02.getOwners());
    }
}

 

실행 결과

Car01 : 아반떼, [홍길동]
 
Car01 : 아반떼, [홍길동, 이순신]
Car02 : 아반떼, [홍길동, 이순신]

 

위 예제의 ②번 라인에서는 부모 클래스의 clone() 메소드를 호출하여 clone() 메소드를 오버라이딩하고 있습니다.
⑤번 라인에서는 Car 클래스의 인스턴스인 car01을 생성하고, ⑦번 라인에서는 오버라이딩한 clone() 메소드를 호출하여 복제를 수행하고 있습니다.

하지만 ②번 라인처럼 clone() 메소드를 재정의하면, 필드의 값이 ①번 라인처럼 인스턴스일 때는 제대로 된 복제를 수행할 수 없습니다.
⑧번 라인에서는 복제된 인스턴스인 car02의 owners 필드에 새로운 값을 하나 추가합니다.
하지만 ⑨번 라인의 실행 결과를 보면, ⑦번 라인의 결과와는 달리 원본 인스턴스인 car01의 owners 필드에도 새로운 값이 추가되었음을 확인할 수 있습니다.
이처럼 단순히 부모 클래스의 clone() 메소드를 호출하여 clone() 메소드를 재정의하면, 배열이나 인스턴스인 필드는 복제되는 것이 아닌 해당 배열이나 인스턴스를 가리키는 주소값만이 복제되는 것입니다.

따라서 정확한 복제를 위해서는 ③번 라인처럼 배열이나 인스턴스인 필드에 대해서는 별도로 clone() 메소드를 구현하여 호출해야 합니다.
③번 라인의 주석을 해제하고 결과보기를 다시 실행하면, 다음과 같이 정확한 실행 결과가 출력될 것입니다.

실행 결과

Car01 : 아반떼, [홍길동]

Car01 : 아반떼, [홍길동]
Car02 : 아반떼, [홍길동, 이순신]

 

 

Object 메소드

Object 클래스의 메소드는 다음과 같습니다.

메소드	설명
protected Object clone()	해당 객체의 복제본을 생성하여 반환함.
boolean equals(Object obj)	해당 객체와 전달받은 객체가 같은지 여부를 반환함.
protected void finalize()	해당 객체를 더는 아무도 참조하지 않아 가비지 컬렉터가 객체의 리소스를 정리하기 위해 호출함.
Class<T>getClass()	해당 객체의 클래스 타입을 반환함.
int hashCode()	해당 객체의 해시 코드값을 반환함.
void notify()	해당 객체의 대기(wait)하고 있는 하나의 스레드를 다시 실행할 때 호출함.
void notifyAll()	해당 객체의 대기(wait)하고 있는 모든 스레드를 다시 실행할 때 호출함.
String toString()	해당 객체의 정보를 문자열로 반환함.
void wait()	해당 객체의 다른 스레드가 notify()나 notifyAll() 메소드를 실행할 때까지 현재 스레드를 일시적으로 대기(wait)시킬 때 호출함.
void wait(long timeout)	해당 객체의 다른 스레드가 notify()나 notifyAll() 메소드를 실행하거나 전달받은 시간이 지날 때까지 현재 스레드를 일시적으로 대기(wait)시킬 때 호출함.
void wait(long timeout, int nanos)	해당 객체의 다른 스레드가 notify()나 notifyAll() 메소드를 실행하거나 전달받은 시간이 지나거나 다른 스레드가 현재 스레드를 인터럽트(interrupt) 할 때까지 현재 스레드를 일시적으로 대기(wait)시킬 때 호출함.

 

 

java.lang.String 클래스

C언어에서는 문자열을 char형 배열로 표현하지만, 자바에서는 문자열을 위한 String이라는 클래스를 별도로 제공합니다.
String 클래스에는 문자열과 관련된 작업을 할 때 유용하게 사용할 수 있는 다양한 메소드가 포함되어 있습니다.
이러한 String 클래스는 java.lang 패키지에 포함되어 제공됩니다.

String 인스턴스는 한 번 생성되면 그 값을 읽기만 할 수 있고, 변경할 수는 없습니다.
이러한 객체를 자바에서는 불변 객체(immutable object)라고 합니다.
즉, 자바에서 덧셈(+) 연산자를 이용하여 문자열 결합을 수행하면, 기존 문자열의 내용이 변경되는 것이 아니라 내용이 합쳐진 새로운 String 인스턴스가 생성되는 것입니다.

 

charAt() 메소드

charAt() 메소드는 해당 문자열의 특정 인덱스에 해당하는 문자를 반환합니다.
만약 해당 문자열의 길이보다 큰 인덱스나 음수를 전달하면, IndexOutOfBoundsException 오류가 발생합니다.

다음 예제는 문자열의 각 문자를 charAt() 메소드를 이용하여 하나씩 출력하는 예제입니다.

예제

String str = new String("Java");
System.out.println("원본 문자열 : " + str);
 
for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
    System.out.print(str.charAt(i) + " ");
}
System.out.println("\ncharAt() 메소드 호출 후 원본 문자열 : " + str);

 

실행 결과

원본 문자열 : Java
J a v a 
charAt() 메소드 호출 후 원본 문자열 : Java

 

 

compareTo() 메소드

compareTo() 메소드는 해당 문자열을 인수로 전달된 문자열과 사전 편찬 순으로 비교합니다.
이 메소드는 문자열을 비교할 때 대소문자를 구분하여 비교합니다.
만약 두 문자열이 같다면 0을 반환하며, 해당 문자열이 인수로 전달된 문자열보다 작으면 음수를, 크면 양수를 반환합니다.

만약 문자열을 비교할 때 대소문자를 구분하지 않기를 원한다면, compareToIgnoreCase() 메소드를 사용하면 됩니다.

다음 예제는 compareTo() 메소드와 compareToIgnoreCase() 메소드를 이용하여 두 문자열을 비교하는 예제입니다.

예제

String str = new String("abcd");
System.out.println("원본 문자열 : " + str);
 
System.out.println(str.compareTo("bcef"));
System.out.println(str.compareTo("abcd") + "\n");

System.out.println(str.compareTo("Abcd"));
System.out.println(str.compareToIgnoreCase("Abcd"));
System.out.println("compareTo() 메소드 호출 후 원본 문자열 : " + str);

 

실행 결과

원본 문자열 : abcd
-1
0
32
0
compareTo() 메소드 호출 후 원본 문자열 : abcd

 

 

concat() 메소드

concat() 메소드는 해당 문자열의 뒤에 인수로 전달된 문자열을 추가한 새로운 문자열을 반환합니다.
만약 인수로 전달된 문자열의 길이가 0이면, 해당 문자열을 그대로 반환합니다.

다음 예제는 concat() 메소드를 이용하여 두 문자열을 연결하는 예제입니다.

예제

String str = new String("Java");
System.out.println("원본 문자열 : " + str);

System.out.println(str.concat("수업"));
System.out.println("concat() 메소드 호출 후 원본 문자열 : " + str);

 

실행 결과

원본 문자열 : Java
Java수업
concat() 메소드 호출 후 원본 문자열 : Java

 

 

indexOf() 메소드

indexOf() 메소드는 해당 문자열에서 특정 문자나 문자열이 처음으로 등장하는 위치의 인덱스를 반환합니다.
만약 해당 문자열에 전달된 문자나 문자열이 포함되어 있지 않으면 -1을 반환합니다.

다음 예제는 indexOf() 메소드를 이용하여 특정 문자나 문자열이 처음 등장하는 위치의 인덱스를 찾는 예제입니다.

예제

String str = new String("Oracle Java");
System.out.println("원본 문자열 : " + str);

System.out.println(str.indexOf('o'));
System.out.println(str.indexOf('a'));
System.out.println(str.indexOf("Java"));
System.out.println("indexOf() 메소드 호출 후 원본 문자열 : " + str);

 

실행 결과

원본 문자열 : Oracle Java
-1
2
7
indexOf() 메소드 호출 후 원본 문자열 : Oracle Java

 

위의 예제처럼 indexOf() 메소드는 문자나 문자열을 찾을 때 대소문자를 구분합니다.

 

trim() 메소드

trim() 메소드는 해당 문자열의 맨 앞과 맨 뒤에 포함된 모든 공백 문자를 제거해 줍니다.

다음 예제는 trim() 메소드를 이용하여 문자열에 포함된 띄어쓰기와 탭 문자를 제거하는 예제입니다.

예제

String str = new String(" Java     ");
System.out.println("원본 문자열 : " + str);

System.out.println(str + '|');
System.out.println(str.trim() + '|');
System.out.println("trim() 메소드 호출 후 원본 문자열 : " + str);

 

실행 결과

원본 문자열 :  Java
  Java        |
Java|
trim() 메소드 호출 후 원본 문자열 :  Java

 

 

toLowerCase()와 toUpperCase() 메소드

toLowerCase() 메소드는 해당 문자열의 모든 문자를 소문자로 변환시켜 줍니다.
또한, toUpperCase() 메소드는 해당 문자열의 모든 문자를 대문자로 변환시켜 줍니다.

다음 예제는 toLowerCase() 메소드와 toUpperCase() 메소드를 이용하여 문자열의 대소문자를 변경하는 예제입니다.

예제

String str = new String("Java");
System.out.println("원본 문자열 : " + str);

System.out.println(str.toLowerCase());
System.out.println(str.toUpperCase());
System.out.println("두 메소드 호출 후 원본 문자열 : " + str);

 

실행 결과

원본 문자열 : Java
java
JAVA
두 메소드 호출 후 원본 문자열 : Java

 

 

대표적인 String 메소드

String 클래스의 메소드는 매우 다양하며, 그중에서 많이 사용되는 메소드는 다음과 같습니다.

메소드	설명
char charAt(int index)	해당 문자열의 특정 인덱스에 해당하는 문자를 반환함.
int compareTo(String str)	해당 문자열을 인수로 전달된 문자열과 사전 편찬 순으로 비교함.
int compareToIgnoreCase(String str)	해당 문자열을 인수로 전달된 문자열과 대소문자를 구분하지 않고 사전 편찬 순으로 비교함.
String concat(String str)	해당 문자열의 뒤에 인수로 전달된 문자열을 추가한 새로운 문자열을 반환함.
int indexOf(int ch) int indexOf(String str)	해당 문자열에서 특정 문자나 문자열이 처음으로 등장하는 위치의 인덱스를 반환함.
int indexOf(int ch, int fromIndex) int indexOf(String str, int fromIndex)	해당 문자열에서 특정 문자나 문자열이 전달된 인덱스 이후에 청므으로 등장하는 위치의 인덱스를 반환함.
int lastIndexOf(int ch)	해당 문자열에서 특정 문자가 마지막으로 등장하는 위치의 인덱스를 반환함.
int lastIndexOf(int ch, fromIndex)	해당 문자열에서 특정 문자가 전달된 인덱스 이후에 마지막으로 등장하는 위치의 인덱스를 반환함.
String[] split(String regex)	해당 문자열을 전달된 정규 표현식(regular expression)에 따라 나눠서 반환함.
String substring(int beginIndex)	해당 문자열의 전달된 시작 인덱스부터 마지막 인덱스까지를 새로운 문자열로 반환함.
String substring(int begin, int end)	해당 문자열의 전달된 시작 인덱스부터 마지막 인덱스까지를 새로운 문자열로 반환함.
String toLowerCase()	해당 문자열의 모든문자를 소문자로 변환함.
String toUpperCase()	해당 문자열의 모든 문자를 대문자로 변환함.
String trim()	해당 문자열의 맨 앞과 맨 뒤에 포함된 모든 공백 문자를 제거함.
length()	해당 문자열의 길이를 반환홤.
isEmpty()	해당 문자열의 길이가 0이면 true를 반환하고, 아니면 false를 반환함.