[Java] 기초 개념 : 변수/자료형/접근제어자/static

1. 변수

변수는 데이터를 저장하기 위한 메모리 공간의 이름이다.
자바에서는 변수를 사용할 때 반드시 데이터 타입을 명시해야 하며 선언된 타입은 변경할 수 없다.

변수의 유형

변수의 유형이 나뉘는 이유는 효율적인 메모리 관리, 코드의 가독성과 유지보수성 향상, 그리고 성능 최적화를 위해서이다. 변수의 사용 범위를 명확히 구분함으로써 불필요한 메모리 낭비를 줄이고 효율성을 높일 수 있다. 또한, 사용 목적에 따라 변수 유형을 구분하면 코드의 역할과 의도를 명확히 표현할 수 있어 가독성과 유지보수성이 향상된다.

변수명	선언 위치	설명
지역 변수	메서드 내부	메서드 내부에서 선언되고 메서드가 종료 시 소멸되는 변수. 초기화 필수!
매개 변수	메서드 선언부	메서드 호출 시 ‘전달 되는 값’ 메서드 내부에서만 사용하고 메서드 종료 시 제거됨
인스턴스 변수	클래스 영역	객체마다 고유한 값을 저장하고 싶을 때 사용. 초기화하지 않아도 기본값이 설정됨.
클래스 변수	클래스 영역	`static` 키워드로 선언. 여러 객체에서 공유하고 싶을 때 사용.

public class VariableTypes {
	double instanceVariable; // 인스턴스 변수
	static int classVariable; // 클래스 변수

	public void method(int parameter) { // 매개 변수
		int localVariable; // 지역 변수
	}
}

변수의 메모리 저장 위치

스택(Stack): 지역 변수와 매개 변수가 저장되는 곳. 메서드 호출이 종료되면 제거된다.
힙(Heap): 인스턴스 변수가 저장되는 곳. 객체가 생성될 때 메모리 할당, 가비지 컬렉터에 의해 제거된다.
메소드 영역(Method Area): 클래스 변수(static 변수)가 저장되는 곳. 프로그램 시작 시 생성되고 종료 시 제거된다.

2. 데이터 타입

기본 자료형 (Primitive Types)

실제 값을 저장하는 자료형

// 정수형
byte age = 25;         // 1바이트 (-128 ~ 127)
short point = 32000;   // 2바이트 (-32,768 ~ 32,767)
int count = 1000000;   // 4바이트 (약 ±21억)
long money = 1234567890L;  // 8바이트 (L 접미사 필수)

// 실수형
float height = 175.5f;  // 4바이트 (f 접미사 필수)
double weight = 67.5;   // 8바이트

// 문자형
char grade = 'A';       // 2바이트 (단일 문자)

// 논리형
boolean isStudent = true;  // true/false

참조 자료형 (Reference Types)

데이터의 '주소'를 저장하는 자료형. 클래스, 인터페이스, 배열과 같은 자료형이 있다.
사용할 때는 new 예약어를 통해 생성한다. (= 생성자 constructor 호출)

// 문자열
String name = "김철수";

// 배열
int[] numbers = new int[5];
String[] fruits = {"사과", "바나나", "오렌지"};

// 클래스 객체
Student student = new Student("김철수", 20);

3. 접근 제어자

자바의 접근 제어자는 클래스, 메서드, 변수의 접근 범위를 제어한다.

접근제어자	클래스 내	패키지 내	하위 클래스	전역
`public`	O	O	O	O
`protected`	O	O	O	X
`default`	O	O	X	X
`private`	O	X	X	X

사용 예시

public class Student {
    // private: 같은 클래스 내에서만 접근 가능
    private String name;
    private int age;

    // public: 어디서든 접근 가능
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // protected: 같은 패키지와 자식 클래스에서 접근 가능
    protected void study() {
        System.out.println(name + "이(가) 공부중입니다.");
    }

    // default(접근제어자 생략): 같은 패키지 내에서만 접근 가능
    void eat() {
        System.out.println("식사 중...");
    }
}

꼭 알아야 할 특징!

클래스의 멤버 변수는 기본적으로 private으로 선언
외부에서 접근이 필요한 경우 getter/setter 메서드를 public으로 제공
상속이 필요한 메서드는 protected 사용
특별한 이유가 없다면 default 접근제어자는 지양

public class BankAccount {
    private int balance;  // 잔액은 private으로 보호

    // getter
    public int getBalance() {
        return balance;
    }

    // setter
    public void deposit(int amount) {
        if (amount > 0) {
            this.balance += amount;
        }
    }
}

4. static 키워드

static은 클래스 레벨의 멤버를 선언할 때 사용한다.

주요 특징

static 멤버는 프로그램이 시작되어 해당 클래스가 메모리에 로드되는 시점에 생성된다.
메모리에 단 하나만 존재하며 모든 객체(인스턴스)가 공유한다.
객체 생성(new) 없이 클래스 이름만으로 직접 접근이 가능하다.

public class Calculator {
    static double PI = 3.14159;  // static 변수

    public static int add(int a, int b) {  // static 메서드
        return a + b;
    }
}

private static의 의미

private static은 static의 특징에 접근 제어를 추가한 것이다.

특징 : static의 모든 특징을 가지나 같은 클래스 내에서만 접근 가능하며 외부에서 직접 접근이 불가능하다
예시 코드

public class UserManager {
    // 클래스 내부에서만 접근 가능한 공유 변수
    private static int userCount = 0;

    // 클래스 내부에서만 사용하는 유틸리티 메서드
    private static boolean validateUser(String name) {
        return name != null && !name.trim().isEmpty();
    }

    public void addUser(String name) {
        if (validateUser(name)) {
            userCount++;
        }
    }
}

static vs private static 비교

구분	static	private static
접근 범위	어디서나 접근 가능	같은 클래스 내에서만 접근 가능
공유 특성	모든 객체가 공유	모든 객체가 공유
메모리 생성 시점	클래스 로드 시	클래스 로드 시
주요 용도	공용 API, 유틸리티, 상수	내부 유틸리티, 클래스 내부 데이터

5. 실제 사용 예시

public class UserManager {
	// static 멤버: 모든 UserManager 인스턴스가 공유하는 사용자 수 카운터
    private static int totalUserCount = 0;

    // 인스턴스 멤버: 각 매니저가 관리하는 사용자 목록
    private List<User> users;

    public UserManager() {
        this.users = new ArrayList<>();
    }

    public void addUser(String name, int age) {
        if (isValidAge(age)) {
            users.add(new User(name, age));
            totalUserCount++;  // static 변수 증가
            System.out.println("사용자가 추가되었습니다.");
        } else {
            System.out.println("유효하지 않은 나이입니다.");
        }
    }

	// static 메서드: 나이 유효성 검사는 인스턴스와 무관한 공통 로직
    private static boolean isValidAge(int age) {
        return age >= 0 && age <= 120;
    }

    public void printUsers() {
        for (User user : users) {
            System.out.println(user.getName() + ": " + user.getAge() + "세");
        }
    }

    // static 메서드: 전체 사용자 수 조회
    public static int getTotalUserCount() {
        return totalUserCount;
    }
}