[Java] Chpater 2- 05) final - 변하지 않는 값

1️⃣ final 이란?

1. 변수는 변경이 불가능하게 만든다

• 변수에 final 을 붙이면 변수를 한 번만 설정할 수 있습니다.

final int a = 100;
a = 200; // ❌ 오류 발생!

2. 클래스는 상속할 수 없게 만든다

• final 로 선언된 클래스는 상속할 수 없습니다.

final class Animal {
    void sound() {
        System.out.println("Animal sound!");
    }
}

// class Dog extends Animal {} // ❌ 오류! final 클래스는 상속할 수 없음

3. 메서드는 수정할 수 없게 만든다(오버라이딩 불가)

• final 로 선언된 메서드는 오버라이딩 할 수 없습니다. (오버라이딩은 추후에 학습합니다.)

class Parent {
    final void show() {
        System.out.println("Hello from Parent");
    }
}

class Child extends Parent {

        @Override
    void show() { // ❌ 오류! final 메서드를 재정의할 수 없음
        System.out.println("Hello from Child");
    }
}

2️⃣ 상수

• 상수는 변하지 않고 항상 일정한 값을 갖는 수 이다.
• Java에서 상수는 대문자로 표현하는 것이 관례
• 프로그램 실행중에 절대 변경돼서는 안 되기 때문에 static final 키워드를 사용해 선언한다.
• static 으로 선언된 변수는 프로그램 시작시 한 번만 초기화되고 모든 인스턴스에서 같은 값을 공유한다.

- 예시를 들자면 아래와 같은 원주율을 들 수 있다.

public class Circle {

    final static double PI = 3.14159; // ✅ 상수 선언
}

System.out.println("상수활용: " + Circle.PI);

• 보다시피, static 으로 선언한 것을 알 수 있다.
• 보통 상수는 여러 곳에서 값을 공유해 쓰일 목적으로 활용된다.
• 인스턴스 변수를 static 없이 선언할 경우 인스턴스마다 PI 값이 중복 저장되기 때문에, Static 으로 선언해주어야 한다.

3️⃣ 불변객체(Immutable Object)

1. 불변객체(Immutable Object) 의 특징

• 불변객체는 내부 상태를 변경할 수 없는 객체입니다.
• final 을 속성(property, field) 에 활용합니다.
• 세터(setter) 없이 설계 합니다.
• 변경이 필요할 경우 새로운 객체를 만들어야 합니다.
• 예) String , Integer , 래퍼클래스 등

2. 잘못된 불변객체 사용

• final 은 참조 변경을 막지만 내부상태 변경은 막지 않습니다.

public class Circle {

    final static double PI = 3.14159; // ✅ 직접 만든 원주율 상수
    double radius; // ⚠️ final 로 선언되어 있지 않기 때문에 외부에서 변경 가능

    Circle(double radius)  {
        this.radius = radius;
    }
}

final Circle c1 = new Circle(2);
c1 = new Circle(3); // ❌ final은 변수 c1이 한 번 참조한 객체는 다른 객체로 변경될 수 없음을 의미함 (참조 불변)

// 하지만 객체 내부의 속성 값은 변경 가능 (불변 객체가 아님)
c1.radius = 3; // ⚠️ 내부 상태 변경 가능 (객체 자체가 불변이 아님)

3. 올바른 불변 객체 활용

• 속성을 final 로 선언해 준다.

public final class Circle { // ✅ 클래스에 final 선언 (상속 방지)

private static final double PI = 3.14159; // ✅ 상수는 private static final로 선언  
private final double radius; // ✅ 필드를 private final로 선언하여 완전한 불변성 유지

public Circle(double radius) { // ✅ 생성자는 public으로 유지  
this.radius = radius;  
}

public double getRadius() { // ✅ public 메서드로 변경  
return radius;  
}

public double getArea() { // ✅ public 메서드로 변경  
return PI \* radius \* radius;  
}

public double getPerimeter() { // ✅ public 메서드로 변경  
return 2 \* PI \* radius;  
}

4. 불변 객체의 값을 변경하고 싶을 시,

• 불변성을 유지하면서 값을 변경하는 효과를 얻을 때 활용
• 기존 객체의 상태를 직접 변경할 수 없기 때문에 새로운 객체를 생성
• 생성자를 새로 호출하거나 아래의 기능을 활용할 수 있다.

public final class Circle {
    public static final double PI = 3.14159;
    private final double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    // ✅ 반지름이 다른 새로운 Circle 생성 (불변 객체 유지)
    public Circle changeRadius(double newRadius) {
        return new Circle(newRadius); // 생성자 호출: 기존 객체 변경 X, 새 객체 생성
    }
}