[Java] Wrapper Classes in Java

다음은 Java에 존재하는 아주 특이한 클래스인 Wrapper class에 대한 내용이다. JAVA wrapper class에 대해서 설명한 한 사이트를 번역하는 겸 공부한 내용을 정리해 작성해놓았다.

1. 개요

Wrapper class(감싸는 클래스) 이름이 설명하듯이 wrapper class는 자바의 Primitive types들을 객체로 감싸는 역할을 하는 클래스이다.

다음과 같은 자바의 primitive 타입들은 모두 각자의 wrapper 클래스가 있다.

boolean, byte, short, char, int, long, float, double
Boolean, Byte, Short, Character, Integer, Long, Float, Double

이것들은 모두 java.lang 패키지에 정의되어 있으므로 따로 import 하지 않아도 사용할 수 있다.

2. Wrapper Classes

“Wrapper 클래스의 목적은 무엇입니까?”는 자바 관련 인터뷰에서 흔하게 물어보는 질문 중 하나이다.

그 목적은 간단하게 말해서, generic classes는 객체와 호환되서 작동되지 primitive 타입과는 호환이 되지 않기 때문이다. 따라서, 우리가 generic classe들을 사용하고 싶다면 우리는 primitive type들을 객체로 만들 수 있도록 하는 방법이 필요한 것이다.

예를 들어서, 많은 유용한 기능들을 제공하는 Java Collection Framwork는 객체와만 작동하도록 되어 있다. Java 버전 5 이하, 즉 거의 15년 전 자바를 사용할때는 나중에 소개할 autoboxing 기능이 없었기 때문에 현재 사용되는 것처럼 간단히 add(5) 와 같이 collection of Integers를 사용할 수 없었다.

당시에는 primitive 타입의 값들은 직접 각 wrapper classes로 변환되어 새롭게 저장되어야 사용될 수 있었다. 지금은 autoboxing이라는 기능이 추가되면서, ÀrrayList.add(101)와 같은 문법을 그대로 사용할 수 있다. 자바 내부적으로 primitive value들을 Integer등과 같은 wrapper class 객체로 변환해서 사용될 수 있도록 하기 때문이다.

3. Primitive에서 Wrapper Class로 변환

그럼 이 시점에 나올 만한 질문은 “어떻게 primitive value를 해당 타입 wrapper class로 변환할 수 있는가? “이다. 예를 들어, int 를 Integer로 변환하고, char를 Character로 변환하는 방법은 무엇인가 이다.

간단히 2가지 방법이 있다. 생성자 constructor를 사용하던지, static factory method를 사용해서 primitive value를 wrapper class로 변환할 수 있다.

하지만 Java 9에 들어서는 Integer나 Long에 대한 생성자는 중요도가 떨어지면 지원되지 않는 경우가 많기 때문에 factory method를 사용하는 것을 높이 권장한다. 다음 코드를 참고해보자.

Integer object = new Integer(1); //생성자 사용

Integer another Object = Integer.valueOf(1); //factory method 사용

위의 코드에 valueOf()메소드는 int를 Integer 객체로 변환해여 반환한다. 캐싱된 값을 반환하기 때문에 매우 효율적이고, -128 에서 127까지의 값은 항상 캐싱하며 이 범위 박의 값들도 캐싱할 수 있는 장점을 가지고 있다.

위의 방법관 같이 boolean을 Boolean으로, byte 를 Byte, chat를 Character로, long을 Long으로, float을 Float로, double을 Double로 변환할 수 있다. 이와 다르게 String을 Integer로 변환하고 싶을 때는 String이 wrapper class가 아니기 때문에 parseInt() 를 사용해야 한다.

반대로 wrapper 객체를 다시 Primitive type으로 변환하고 싶을 때는 각자에 맞는 intValue() 나 doubleValue() 와 같은 메소드를 사용해야 한다.

int val = object.intValue();

4. Autoboxing 과 Unboxing

이전 파트에서는 어떻게 primitive 값을 객체로 매뉴얼하게 바꿀 수 있는지에 대해서 다뤘었다. 하지만 이전에 언급했듯이 Java 5 이후에는 자동으로 변환해주는 autoboxing, unboxing이라는 속성이 등장했다.

“Boxing”이라는 뜻이 primitive value를 해당 Wrapper class로 변환해준다는 의미이다. 자동적으로 변환되기 때문에 다음 단어에 auto를 덧붙여서 autoboxing이라고 불린다.

비슷한 경우로 wrapper 객체가 unwrapped 되어 다시 primitive value가 되는 개념이 unboxing이다.

즉, autoboxing과 unboxing은 실전에서 사용될 때 사용자가 primitive value를 특정 메소드에서 사용할 때 wrapper object이나 해당 primitive을 기대한 객체의 타입으로 바꾸어 준다는 뜻이다.

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1); //autoboxing

Integer val = 2; //autoboxing

위의 예시에서는 자바가 자동적으로 primitive value인 int를 wrapper로 변환해주었다. 사실, 내부적으로는 valueOf() 메소드를 사용해서 변환한 것이다. 예를 들어, 다음 두 코드는 동일하게 동작하는 것이라고 여겨진다.

Integer value = 3;

Integer value = Integer.valueOf(3);

autoboxing은 코드를 한결 간결하게 만들어주고, 가독성을 높여주지만 때로는 사용하지 말아야 할 때가 있다. 예를 들어 반복문 안에서는 사용하지 않도록 한다.

Autoboxing과 비슷하게 unboxing 또한 객체를 어떤 메소드에 전달했을 때 자동으로 기대되는 primitive로 변화해주는 역할을 한다.

Integer object = new Integer(1);
int val1 = getSquareValue(object); //unboxing
int val2 = object; //unboxing

public static int getSquareValue(int i){
  return i*i;
}

즉, 어떠한 메소드가 primitive value나 wrapper object을 기대할 때 두 가지 경우 모두를 전달할 수 있다는 것이다. 자바가 내부적으로 전달받은 변수에 대해서 맞는 primitive나 wrapper 클래스로 변환해 줄 것이기 때문이다.

[참고 자료]: https://www.baeldung.com/java-wrapper-classes, https://www.geeksforgeeks.org/wrapper-classes-java/

1. 개요
2. Wrapper Classes
3. Primitive에서 Wrapper Class로 변환
4. Autoboxing 과 Unboxing