Java의 접근 제어자(Access Modifiers)

access modifiers을 지칭할 때 "접근 지시자”, “접근 제어 지시자”, “접근 제어자”, “접근 제한자” 등은 동일한 의미로 사용되고 있습니다. 아래에서는 접근 제어자로 통일하겠습니다.

✅ 접근 제어자의 사용이유 : 캡슐화

객체 지향 프로그래밍에서 캡슐화는 클래스의 데이터(상태)와 그 데이터를 조작하는 메소드(행동)를 하나로 묶는 것을 의미합니다. 이렇게 하면 클래스의 내부 구조를 외부에서 직접 접근하거나 변경하는 것을 제한하고, 메소드를 통해서만 데이터를 변경하거나 액세스할 수 있게 합니다. 즉, 데이터를 '캡슐' 안에 보호하고, 외부에서는 해당 '캡슐'에 어떻게 접근하고 조작할 수 있는지에 대한 인터페이스만 제공하는 것입니다.

자바에서는 이를 구현하기 위해 접근 제어자(access modifiers)를 사용합니다. `public`, `private`, `protected`, 그리고 `default(선언되지 않은 경우)`가 있습니다.

`private` 키워드를 사용하면 해당 필드나 메소드는 같은 클래스 내에서만 접근할 수 있습니다. 이를 통해 클래스의 내부 데이터를 외부에서 직접 변경하거나 액세스하는 것을 방지할 수 있습니다.(자식 클래스도 접근할 수 없습니다)

✅ 접근제어자의 종류

접근 제어(Access Control)는 객체 지향 프로그래밍에서 클래스의 멤버(필드, 메서드, 생성자) 또는 클래스 자체의 접근 수준을 지정하는 기능입니다. 이를 통해 클래스의 내부 정보를 캡슐화하고, 외부에서 접근할 수 있는 수준을 제어할 수 있습니다. Java에서는 다음과 같이 4가지의 접근 제어자를 제공합니다.

Modifier	Within Class	Within Package	Same Package by subclasses	Outside Package by subclasses	Global
public	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes
protected	Yes	Yes	Yes	Yes	No
no modifier(default)	Yes	Yes	Yes	No	No
private	Yes	No	No	No	No

※Within Class : 클래스의 내부

※Within Package : 동일한 패키지에 있는 다른 일반 클래스

※Same Package by subclasses : 동일한 패키지 안에 있는 상속 받은 하위 클래스

※Outside Package by subclasses : 다른 패키지 안에 있는 상속 받은 하위 클래스

※Global : 외부 패키지에 있는 일반 클래스

→ 화살표는 상속관계를 나타냅니다.

• public = 어디서든 접근 가능

  public 접근 제어자는 가장 넓은 범위의 접근 수준을 가지며, 어떤 클래스에서든 접근할 수 있습니다. public으로 선언된 멤버(필드, 메서드, 생성자)는 외부 클래스에서 직접 접근할 수 있으며, 해당 클래스의 인스턴스를 생성한 후에도 접근이 가능합니다. 예를 들어, public으로 선언된 필드는 다른 클래스에서 값을 읽고 변경할 수 있습니다.

  • Person

    public class Person {
      public String name;
    
      public void sayHello() {
          System.out.println("Hello, my name is " + name);
      }
    }

    위의 예시에서 Person 클래스는 public으로 선언되었습니다. 이는 다른 클래스에서도 Person 클래스에 접근할 수 있음을 의미합니다.

    또한, name 필드와 sayHello() 메서드도 public으로 선언되었습니다. name 필드는 외부에서 직접 접근하여 값을 읽고 변경할 수 있으며, sayHello() 메서드도 외부에서 호출할 수 있습니다. 이렇게 public으로 선언된 멤버는 클래스를 사용하는 다른 부분에서 해당 멤버에 자유롭게 접근할 수 있습니다.

  • Main

    public class Main {
      public static void main(String[] args) {
          Person person = new Person();
          person.name = "John";
          person.sayHello();
      }
    }

    위의 코드에서 Main 클래스가 Person 클래스에 접근하고 있습니다. Person 클래스와 sayHello() 메서드는 public으로 선언되어 있기 때문에 Main 클래스에서 해당 멤버에 접근할 수 있습니다.

    Main 클래스에서 Person 객체를 생성하고, name 필드에 값을 할당하고, sayHello() 메서드를 호출하여 결과를 출력하는 것을 확인할 수 있습니다. 이는 Person 클래스에 접근하여 해당 클래스의 멤버를 사용할 수 있음을 보여주는 예시입니다.

    ❗

    public 접근 제어자를 사용할 때에는 주의해야 할 점도 있습니다. public으로 선언된 멤버는 외부에서 자유롭게 접근할 수 있기 때문에, 클래스 내부의 상태를 외부에서 마음대로 변경할 수 있다는 점을 고려해야 합니다. 클래스의 캡슐화를 유지하고, 외부로부터의 접근을 제어해야 할 경우에는 public 접근 제어자 대신 더 제한적인 접근 제어자를 고려해야 합니다.

• protected = 다른 패키지 안의 하위 클래스까지

  protected 접근 제어자는 같은 패키지 내에서 접근 가능하며, 다른 패키지에서 상속 관계에 있는 하위 클래스에서도 접근할 수 있습니다. 이는 클래스의 상속과 관련하여 유용한 접근 제어자입니다. protected로 선언된 멤버는 다른 패키지의 상속받은 하위 클래스에서 사용될 수 있으며, 같은 패키지 내의 클래스에서도 접근할 수 있습니다. 다른 패키지에 속하고, 상속 받지 않은 클래스에서는 해당 멤버에 접근할 수 없습니다.

  • Person, protected

    public class Person {
      protected String name;
    
      protected void sayHello() {
          System.out.println("Hello, my name is " + name);
      }
    }

  • Student, protected

    public class Student extends Person {
      public void introduce() {
          name = "John";
          sayHello();
      }
    }

  위의 코드에서 Person 클래스의 name 필드와 sayHello() 메서드는 protected로 선언되어 있습니다. 이는 같은 패키지 내에서 접근 가능하고, 상속 관계에 있는 하위 클래스에서도 접근할 수 있음을 의미합니다.

  Student 클래스는 Person 클래스를 상속받고 있으므로 Person 클래스의 protected 멤버에 접근할 수 있습니다. introduce() 메서드에서 name 필드에 값을 할당하고, sayHello() 메서드를 호출하여 결과를 출력하는 것을 확인할 수 있습니다.

  protected 접근 제어자는 상속 관계에 있는 클래스 간에 정보를 공유하고 재사용하는 데 사용됩니다. 이를 통해 상위 클래스의 멤버를 하위 클래스에서 오버라이딩하거나 확장하여 유연한 코드 구조를 구성할 수 있습니다. 상속 관계에 있다면 다른 패키지에서도 사용할 수 있음을 기억해야 합니다.

• default = 같은 패키지까지

  default 접근 제어자는 아무 접근 제어자도 지정하지 않은 경우의 기본 접근 수준입니다. default로 선언된 멤버는 같은 패키지 내에서만 접근 가능하며, 다른 패키지에 속한 클래스에서는 접근할 수 없습니다. default 접근 제어자는 접근 제어자를 명시적으로 지정하지 않았을 때의 기본 동작을 정의하는 데 사용됩니다.

  • 패키지 “com.example.package1” 내의 Person.java 파일

    package com.example.package1;
    
    class Person {
        String name;
    
        void sayHello() {
            System.out.println("Hello, my name is " + name);
        }
    }

  • 패키지 “com.example.package2” 내의 AnotherClass.java 파일

    package com.example.package2;
    
    public class AnotherClass {
        public static void main(String[] args) {
            Person person = new Person(); // 다른 패키지에서 Person 클래스에 접근 불가능
            person.name = "John"; // 접근 불가능
            person.sayHello(); // 접근 불가능
        }
    }

  위의 코드에서 Person 클래스는 default 접근 제어자로 선언되어 있으며, “com.example.package1” 패키지에 속해 있습니다. 다른 패키지인 “com.example.package2” 패키지에서 Person 클래스를 사용하려고 할 때, 해당 클래스에 접근할 수 없습니다. 따라서 다른 패키지에 있는 AnotherClass에서 Person 클래스를 사용하려면 Person 클래스를 아래와 같이 클래스 상단에서 import 하면 사용할 수 있습니다.

  import com.example.package1.Person;

  protected 와 default 의 차이점은 다른 패키지에서 상속 관계에 있는 클래스가 접근할 수 있는지 여부입니다.

• private = 현재 클래스 안에서만

  private 접근 제어자는 가장 제한적인 접근 수준을 가지며, 해당 멤버를 선언한 클래스 내에서만 접근할 수 있습니다. private으로 선언된 멤버는 외부 클래스나 하위 클래스에서 직접 접근할 수 없습니다. private 멤버는 주로 클래스의 내부 구현을 숨기고, 외부로부터의 직접적인 접근을 제한하기 위해 사용됩니다. 다른 클래스에서 private 멤버에 접근하려면 해당 클래스 내에서 접근 가능한 메서드를 통해 간접적으로 접근해야 합니다.

  • Person, private

    public class Person {
        private String name;
        private int age;
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public int getAge() {
            return age;
        }
    
        public void setAge(int age) {
            if (age >= 0) {
                this.age = age;
            } else {
                System.out.println("Age cannot be negative.");
            }
        }
    }

    위의 코드에서 Person 클래스의 name과 age 필드는 private 접근 제어자로 선언되어 있습니다. 이는 해당 필드들이 클래스 내부에서만 접근 가능하도록 제한한다는 의미입니다. 외부에서는 직접적으로 접근하여 수정하거나 읽을 수 없습니다.

    그러나 private 접근 제어자를 사용하더라도 클래스 외부에서 필드 값을 설정하고 읽을 수 있도록, getter와 setter 메서드를 제공할 수 있습니다. 위의 코드에서는 getName()과 setName() 메서드로 name 필드에 접근하고, getAge()와 setAge() 메서드로 age 필드에 접근할 수 있습니다. 이를 통해 외부에서 Person 객체의 필드 값을 간접적으로 조작할 수 있습니다.

    🔎

    private 접근 제어자를 사용하는 이유는 캡슐화와 정보 은닉에 있습니다. 클래스의 내부 구현을 외부로부터 감추고, 필드에 대한 직접적인 접근을 제한하여 객체의 무결성을 보호합니다. 이렇게 하면 필드의 유효성을 체크하거나 필드의 값을 조작할 때 추가적인 로직을 수행할 수 있습니다. 또한, getter와 setter를 통해 필드 값을 조작할 때 유효성 검사 등의 추가적인 로직을 적용할 수 있습니다.

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🏷️이미지 출처 및 참고한 사이트

Controlling Access to Members of a Class (The Java™ Tutorials > Learning the Java Language > Classes and Objects)

This beginner Java tutorial describes fundamentals of programming in the Java programming language

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/accesscontrol.html

kadane's algorithm

Given an integer array arr, find the contiguous subarray (containing at least one number) which has the largest sum and return its sum and print the subarray

https://logicmojo.com/access-modifiers-in-oops

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