Object class

java.lang 패키지는 자바프로그래밍에 가장 기본이 되는 클래스로. import 없이 사용할 수 있다. 모든 클래스의 최고 조상으로, 때문에 모든 클래스는 Object 클래스의 멤버를 모두 사용할 수 있다. 아래 11개의 메서드를 가지고 있으며 멤버 변수는 없다.

Object class method	description
protected Object clone()	객체 복제
public boolean equals(Object obj)	객체의 내용이 같은지 비교
protected void finalize()	객체 소멸 전에 호출(가비지 컬렉터에 의해 호출)
public Class getClass()	객체의 클래스 정보를 담고 있는 Class 인스턴스 반환
public int hashCode()	객체의 해시코드를 반환
public String toString()	객체를 문자열로 반환
public void notify()	객체 자신을 사용하려고 기다리는 스레드를 하나만 깨움
public void notifyAll()	객체 자신을 사용하려고 기다리는 스레드를 모두 깨움
public void wait()	다른 스레드가 notify() 혹은 notifyAll()을 호출할 때까지 지정된 시간동안 대기 지정

이중 equals(), hashCode(), toString() 메서드는 자주 사용된다.

equals(Object obj)

Object 클래스의 equals() 메서드는 두 객체의 주소값(=동일성 비교)을 비교한다. 컴퓨터 메모리 특성 상 두 개의 객체가 같은 주소값을 갖는 일은 없지만, 두 개 이상의 참조변수가 같은 주소값을 갖는 것은 가능하다.

class Point {

    int x;
    int y;

    Point(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

public class EqualsTest {

    public static void main(String[] args) {
        Point a = new Point(2, 3);
        Point b = new Point(2, 3);
        Point c = a; // a와 c는 같은 객체를 참조

        // 동일성 비교(비교 대상이 같은 인스턴스인지)
        System.out.println(a == b); // false
        System.out.println(a == c); // true

        // 동등성 비교(비교 대상이 같은 값을 갖는지), 하지만 Point 클래스는 equals() 메서드를 오버라이딩하지 않았기 때문에 동일성 비교와 같다.
        System.out.println(a.equals(b)); // false
        System.out.println(a.equals(c)); // true
    }
}

Point 클래스는 equals() 메서드를 오버라이딩하지 않았기 때문에, Object 클래스의 메서드가 호출하게 되면서 두 객체의 주소값(=동일성 비교)을 비교한다. 만약 두 객체의 멤버 변수 값을 비교(=동등성 비교)하고 싶다면, equals() 메서드를 오버라이딩하여 사용할 수 있다.

class Point {

    int x;
    int y;

    Point(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o)
            return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass())
            return false;
        Point point = (Point) o;
        return x == point.x && y == point.y;
    }
}

public class EqualsTest {

    public static void main(String[] args) {
        Point a = new Point(2, 3);
        Point b = new Point(2, 3);
        Point c = a;

        // 동일성 비교(비교 대상이 같은 인스턴스인지)
        System.out.println(a == b); // false
        System.out.println(a == c); // true

        // 동등성 비교(비교 대상이 같은 값을 갖는지)
        System.out.println(a.equals(b)); // true
        System.out.println(a.equals(c)); // true
    }
}

String 클래스의 equals

hashCode()

해싱기법에 사용되는 hash function을 구현한 것으로 찾고자 하는 값을 입력하면, 그 값이 저장된 주소(hash code)를 반환한다. String 클래스의 hashCode() 메서드는 문자열의 내용을 이용하여 해시코드를 생성한다.

public class HashCodeTest {

    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "ogu";
        String s2 = "ogu";
        System.out.println(s1.hashCode()); // 109981
        System.out.println(s2.hashCode()); // 109981
        Object o1 = new Object();
        Object o2 = new Object();
        System.out.println(o1.hashCode()); // 424058530
        System.out.println(o2.hashCode()); // 321001045
    }
}

hashCode() & equals()

동일한 객체는 동일한 메모리 주소를 갖는다는 것을 의미하므로, 동일한 객체는 동일한 해시코드를 가져야한다. 특히 Hash를 이용한 자료구조를 이용할 때, 객체의 해시코드를 이용하여 저장하므로, equals(),hashCode() 두 메서드는 같이 오버라이딩해야 한다. 아래 예시처럼 equals()를 오버라이딩하여 의도대로 비교해 주었지만, hashCode()를 오버라이딩하지 않아서 의도하지 않은 문제가 발생할 수 있다.

class Animal {

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj == null)
            return false;
        if (obj == this)
            return true;
        if (obj.getClass() != this.getClass())
            return false;
        Animal animal = (Animal) obj;
        return this.name.equals(animal.getName());
    }
}

class Example {

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal1 = new Animal();
        Animal animal2 = new Animal();
        animal1.setName("animal");
        animal2.setName("animal");

        System.out.println(animal1.equals(animal2)); // true
        System.out.println(animal1.hashCode()); // 321001045
        System.out.println(animal2.hashCode()); // 791452441

        Set<Animal> animals = new HashSet<>();
        animals.add(animal1);
        animals.add(animal2);
        System.out.println(animals); // [Animal@2f2c9b19, Animal@13221655]
        // hashCode()가 일치하지 않아서, 같은 객체로 인식하지 않아 중복 저장된다.
    }
}

hashCode()를 오버라이딩하여 name을 이용하여 해시코드를 생성해주면, 같은 객체로 인식하여 중복 저장되지 않는다.

class Example {

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal1 = new Animal();
        Animal animal2 = new Animal();

        Set<Animal> animals = new HashSet<>();
        animals.add(animal1);
        animals.add(animal2);
        System.out.println(animals); // [Animal@1ad9d]
    }
}

class Animal {

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj == null)
            return false;
        if (obj == this)
            return true;
        if (obj.getClass() != this.getClass())
            return false;
        Animal animal = (Animal) obj;
        return this.name.equals(animal.getName());
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return this.name.hashCode();
    }
}

toString()

toString() 메서드는 객체의 정보를 문자열로 반환하며, 일반적으로 인스턴스나 클래스에 대한 정보 또는 인스턴스 변수의 값을 문자열로 반환한다. 보통 로그를 남길 때, toString() 메서드를 오버라이딩하여 사용한다.

class Example {

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal();
        animal.setName("ogu");
        System.out.println(
                animal.toString()); // Animal{name='ogu'}, print 메서드를 호출하면 자동으로 toString() 메서드가 호출된다.
    }
}

class Animal {
    // ...

    @Override
    public String toString() {
        return "Animal{" + "name='" + name + '\'' + '}';
    }
}

clone()

clone() 메서드는 객체를 복제하여 새로운 객체를 생성한다. Object 클래스의 clone() 메서드는 인스턴스 변수의 값만 복사하기 때문에, 인스턴스 변수가 참조형일 경우, 참조형 변수의 값 아닌 참조값이 복사된다. 따라서, clone() 메서드를 오버라이딩하여 참조형 변수의 값도 복사해주어야 한다.

class Example {

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal();
        animal.setName("ogu");
        animal.addList(5);
        Animal clone = animal.clone();
        System.out.println(clone.equals(animal)); // true
        System.out.println(clone.getName()); // ogu
        System.out.println(clone.getList()); // [5]
        clone.addList(9);
        System.out.println(clone.getList()); // [5, 9]
        System.out.println(animal.getList()); // [5, 9]
    }
}

class Animal implements Cloneable {

    private String name;
    private List<Integer> list = new ArrayList<>();

    public List<Integer> getList() {
        return list;
    }

    public void addList(int number) {
        list.add(number);
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj == null)
            return false;
        if (obj == this)
            return true;
        if (obj.getClass() != this.getClass())
            return false;
        Animal animal = (Animal) obj;
        return this.name.equals(animal.name) && this.list.equals(animal.list);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return this.name.hashCode();
    }

    @Override
    public Animal clone() {
        try {
            Animal clone = (Animal) super.clone();
            return clone;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
}

새로운 List 값을 생성하여 복사해주면, 참조형 변수의 값도 복사하면서 문제를 해결할 수 있다.

class Example {

    // ...
    @Override
    public Animal clone() {
        try {
            Animal clone = (Animal) super.clone();
            clone.list = new ArrayList<>(this.list);
            return clone;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
}

getClass()

getClass() 메서드는 객체의 클래스 정보를 반환한다.

class Example {

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal();
        System.out.println(animal.getClass()); // class Animal
    }
}

참고자료

• Java의 정석

• 실무 자바 개발을 위한 OOP와 핵심 디자인 패턴