스코프(Scope)의 유형과 범위

✅ 스코프(Scope)란?

Scope(범위)는 프로그래밍에서 변수, 함수 및 식별자의 유효 범위를 말합니다. 스코프는 해당 식별자가 어디에서 접근 가능한지를 결정하며, 변수 이름 충돌을 방지하고 코드의 가독성과 유지 보수성을 향상시킵니다.

➡️일반적으로 사용되는 스코프 유형은 다음과 같습니다.

• 전역 스코프(Global Scope)

  프로그램 전체에서 접근 가능한 범위를 말합니다. 전역 스코프에 선언된 변수와 함수는 어떤 위치에서든 사용할 수 있습니다. 전역 변수는 프로그램이 시작될 때 생성되며, 프로그램이 종료될 때까지 유지됩니다.

  (자바는 전역변수를 지원하지 않습니다)

• 지역 스코프(Local Scope)

  특정 블록 내에서 변수나 함수의 유효 범위를 제한합니다. 일반적으로 중괄호({})로 둘러싸인 코드 블록(예: 함수 내부, 제어문 블록)이 지역 스코프를 형성합니다. 지역 스코프에 선언된 변수와 함수는 해당 블록 내에서만 접근 가능하며, 블록을 벗어나면 소멸됩니다. 다른 지역 스코프에서 동일한 이름의 변수를 사용할 수 있습니다.

• 매개변수 범위(Parameter Scope)

  함수나 메서드의 매개변수가 유효한 범위를 말합니다. 매개변수는 해당 함수 내에서 사용할 수 있으며, 함수 호출 시 전달된 인수 값에 의해 초기화됩니다. 매개변수는 지역 변수의 한 형태로 간주될 수 있습니다.

• 블록 스코프(Block Scope)

  중괄호로 둘러싸인 코드 블록 내에서 변수의 유효 범위를 제한합니다. 일반적으로 조건문(if), 반복문(for, while), try-catch 문 등의 블록에서 변수를 선언할 때 블록 스코프가 형성됩니다. 블록 스코프 내에서 선언된 변수는 해당 블록 내에서만 접근 가능하며, 블록을 벗어나면 소멸됩니다. 블록 스코프를 사용하여 변수의 생명 주기를 제어하고, 변수 이름 충돌을 방지할 수 있습니다.

스코프는 프로그래밍 언어에 따라 다를 수 있으며, 해당 언어의 규칙과 범위 지정자를 따라 변수와 식별자의 유효 범위가 결정됩니다. 스코프를 올바르게 이해하고 활용하면 변수 이름 충돌을 방지하고 코드를 더 구조적으로 관리할 수 있습니다.

✅ Java에서의 Scope

Java에서 Scope는 변수, 메서드 및 클래스의 유효 범위를 나타내는 개념입니다. Scope는 해당 식별자(변수, 메서드 또는 클래스 이름)가 접근 가능한 코드 영역을 결정합니다. 즉, 어디에서 해당 식별자를 사용할 수 있는지를 정의합니다.

➡️Java에는 다음과 같은 네 가지 주요 Scope 유형이 있습니다.

• 클래스 스코프(Class Scope)

  클래스 스코프(Class Scope)는 클래스 내에 선언된 멤버(변수 또는 메서드)의 유효 범위를 말합니다. 이들은 클래스 레벨에서 선언되며, 해당 클래스의 인스턴스가 생성될 때 함께 생성됩니다.

  클래스 스코프 내에 선언된 변수를 필드(field) 또는 멤버 변수라고 부르며, 이들 변수는 해당 클래스 내의 모든 메소드에서 접근할 수 있습니다. 클래스 스코프는 접근 제어자 private, public, protected, default에 따라 이들 변수와 메소드가 어디에서 접근 가능한지가 결정됩니다.

  public class Car {
      // 클래스 스코프 내에서 선언된 멤버 변수
      private String brand;
      private int year;
  
      // 클래스 스코프 내에서 선언된 멤버 메서드
      public void setBrand(String brand) {
          this.brand = brand;
      }
  
      public void setYear(int year) {
          this.year = year;
      }
  
      public void printDetails() {
          System.out.println("Brand: " + brand);
          System.out.println("Year: " + year);
      }
  }
  
  public class MainClass {
      // 메인 메서드
      public static void main(String[] args) {
          // Car 인스턴스 생성
          Car myCar = new Car();
          
          // 인스턴스 메서드 호출
          myCar.setBrand("Toyota");
          myCar.setYear(2022);
  
          // 인스턴스 메서드 호출
          myCar.printDetails();
      }
  }

  위의 코드에서 Car 클래스는 클래스 스코프를 가지고 있습니다. brand와 year은 클래스 스코프 내에서 선언된 멤버 변수로, setBrand()와 setYear()은 클래스 스코프 내에서 선언된 멤버 메서드입니다. 멤버 변수는 private을 사용하여 클래스 내에서만 접근이 가능하고, 멤버 메소드는 public으로 선언되어 어디서든 접근할 수 있습니다.

  setBrand()와 setYear()는 인스턴스 메소드로, 해당 클래스의 인스턴스를 생성한 후에 호출할 수 있습니다. 클래스 스코프 내에서 선언된 멤버 변수인 brand와 year에 접근하여 값을 설정하기 위해 setter 메소드를 사용합니다.

  getter와 setter 메소드를 사용하면, 클래스 외부에서 클래스 필드에 안전하게 접근할 수 있게 해주는 동시에 필드에 대한 유효성 검사 등의 추가적인 로직을 적용할 수 있는 장점이 있습니다.

  printDetails() 메서드도 인스턴스 메서드로, 클래스 스코프 내에서 선언되었습니다. 이 메서드는 클래스 스코프 내의 멤버 변수인 brand와 year에 접근하여 값을 출력합니다.

  main() 메서드에서는 Car 클래스의 인스턴스인 myCar를 생성한 후, 인스턴스 메서드인 setBrand()과 setYear()을 호출하여 brand와 year 값을 설정합니다. 마지막으로 printDetails()를 호출하여 설정된 값을 출력합니다.

  위의 코드를 실행하면 다음과 같은 결과가 출력될 것입니다

  Brand: Toyota
  Year: 2022

  👉 클래스 스코프 내에서 멤버 변수와 멤버 메서드에 접근하고 값을 설정하는 방법을 확인할 수 있습니다. 클래스의 인스턴스를 생성하여 클래스 스코프 내의 멤버에 접근하고 조작할 수 있습니다. 클래스 스코프 내의 멤버에 접근할 수 있는 범위는 접근 제어자에 의해 결정됩니다.

• 메서드 스코프(Method Scope)

  메서드 스코프(Method Scope)는 메서드 내에서 선언된 변수의 유효 범위를 말합니다. 메서드 스코프 내에서 선언된 변수는 해당 메서드 내에서만 접근할 수 있으며, 메서드가 실행되는 동안에만 유효합니다. 메서드가 실행되면 메서드 스코프의 변수가 생성되며, 메서드가 종료되면 변수가 소멸됩니다.

  메소드 스코프에 선언된 변수는 메소드 내의 모든 코드 블록에서 액세스할 수 있지만, 메소드를 벗어나면 그 변수를 참조하거나 사용할 수 없습니다. 또한, 같은 메소드 내에서 같은 이름의 변수를 두 번 선언할 수 없습니다.

  메소드 스코프를 사용하면 변수의 수명을 제한하고, 변수의 가시성을 제어할 수 있습니다. 이렇게 하면 코드가 더욱 명확하고 이해하기 쉬워지며, 실수를 줄일 수 있습니다.

  public class Example {
  		// 클래스 스코프 내에서 선언된 변수
  		private String classScope;
  
      public void myMethod() {
          // 메서드 스코프 내에서 선언된 변수
          int myVariable = 10;
  
          System.out.println("My Variable: " + myVariable);
  
          // 메서드 스코프 내에서 선언된 블록
          if (myVariable > 5) {
              String message = "Variable is greater than 5";
              System.out.println(message);
          }
  
          // System.out.println(message);  // 에러: message 변수는 블록 스코프 내에서만 유효합니다.
      }
  
      public static void main(String[] args) {
          Example example = new Example();
          example.myMethod();
      }
  }

  위의 코드에서 myMethod()는 메서드 스코프를 가지고 있습니다. 메서드 스코프 내에서 myVariable이라는 변수가 선언되었습니다. myVariable은 메서드 스코프 내에서만 접근할 수 있으며, 해당 메서드가 실행되는 동안에만 유효합니다. myVariable의 값을 출력하기 위해 System.out.println("My Variable: " + myVariable)을 사용할 수 있습니다.

  또한, 메서드 스코프 내에서 조건문을 사용하여 블록을 생성할 수 있습니다. 위의 코드에서는 if문을 사용하여 myVariable의 값이 5보다 큰 경우에만 실행되는 블록을 생성했습니다. 이 블록 내에서 message라는 변수를 선언하고 값을 할당한 후, 출력할 수 있습니다.

  하지만 주석 처리된 System.out.println(message) 부분은 에러가 발생합니다. 이는 message 변수가 블록 스코프 내에서만 유효하기 때문입니다. 블록 스코프 밖에서는 message 변수에 접근할 수 없습니다.

  반면에 classScope 변수는 클래스 스코프를 가지는 필드이며, 모든 메소드에서 접근이 가능합니다.

  따라서 위의 코드를 실행하면 다음과 같은 결과가 출력될 것입니다.

  My Variable: 10
  Variable is greater than 5

  👉 메서드 스코프 내에서 선언된 변수는 해당 메서드 내에서만 접근 가능하며, 메서드가 실행되는 동안에만 유효하다는 것을 알 수 있습니다.

• 블록 스코프(Block Scope = Local Scope)

  블록 스코프는 중괄호({})로 둘러싸인 코드 블록 내에서 선언된 변수의 유효 범위를 말합니다. 일반적으로 if, for, while 등의 제어문 블록 또는 메서드나 클래스 내의 중괄호 블록에서 변수를 선언할 때 블록 스코프가 형성됩니다. 블록 스코프의 변수는 해당 블록 내에서만 접근할 수 있습니다.

  public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        int number = 10;
  
        if (number > 5) {
            // if 문 내에서 선언된 변수는 블록 스코프를 가집니다.
            String message = "Number is greater than 5";
            System.out.println(message);
        } else {
            // else 문 내에서 선언된 변수도 블록 스코프를 가집니다.
            String message = "Number is less than or equal to 5";
            System.out.println(message);
        }
  
        // 블록 스코프 밖에서는 message 변수에 접근할 수 없습니다.
        // System.out.println(message);  // 에러: message 변수에 접근할 수 없음
    }
  }

  위의 코드에서 number 변수에 10이 할당되었습니다. 그리고 if 문을 사용하여 number가 5보다 큰지 확인합니다. if 문 내부에는 중괄호로 둘러싸인 블록이 생성됩니다. 이 블록 내에서는 조건식이 참일 때 실행되는 코드가 작성됩니다.

  블록 스코프 내에서 message라는 변수가 if 문과 else 문 각각에서 선언되고 초기값이 할당됩니다. 각 블록 내에서만 message 변수에 접근할 수 있습니다.

  주석 처리된 System.out.println(message) 부분은 에러가 발생합니다. 이는 message 변수가 블록 스코프 내에서만 유효하기 때문입니다.

  따라서 위의 코드를 실행하면 다음과 같은 결과가 출력될 것입니다.

  Number is greater than 5

  👉 블록 스코프 내에서 선언된 변수는 해당 블록 내에서만 접근 가능하며, 블록이 실행되는 동안에만 유효하다는 것을 알 수 있습니다. 블록 스코프는 if 문 뿐만 아니라 다른 제어문이나 중괄호로 생성된 블록에서도 사용될 수 있습니다.

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