래퍼 클래스 (Wrapper Class)

1. 개념 🚶‍♀️

  일반적으로 객체지향 개념에서 모든 것은 객체로 다루어져야 한다. 하지만 자바에서 8개의 기본형(boolean, char, byte, short, int, long, float, double)은 객체로 다루어지지 않는다. 자바가 완전한 객체 지향 언어가 아니라는 이야기를 듣지만, 보다 높은 성능을 얻을 수 있다는 장점이 있다.

  프로그래밍을 하다 보면 기본형(Primitive Type) 변수도 어쩔 수 없이 객체로 다뤄야 하는 경우가 있다. 예를 들면, 매개변수로 객체를 요구할 때, 기본형 값이 아닌 객체로 저장해야 할 때, 객체 간의 비교가 필요할 때 등등의 경우에는 기본형 값들을 객체로 변환하여 작업을 수행해야 한다.

  이럴 때 래퍼 클래스를 사용하여 각각의 타입에 해당하는 데이터를 인수로 전달받아 해당 값을 가지는 객체로 만들 수 있다. 8개의 기본형을 대표한 8개의 래퍼클래스를 이용하면 기본형 값을 객체로 다룰 수 있다. 래퍼 클래스는 모두 java.lang 패키지에 포함되어 제공된다.

기본 타입	래퍼 클래스
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
char	Character
boolean	Boolean

 

2. 박싱(Boxing) & 언박싱(UnBoxing) 🚶‍♂️

  위에서 살펴본 것처럼 래퍼 클래스를 이용하여 값을 포장하여 객체로 만들 수 있다. 아주 당연하게 생각할 수 있듯이 '포장을 하는 것'과 '포장을 뜯는 것' 두 가지의 행위가 있을 것이다.

  이것을 박싱(Boxing)과 언박싱(UnBoxing)이라고 한다.

  박싱과 언박싱은 각각 다음과 같은 변환을 의미한다.

• 박싱 (Boxing)
  기본 타입의 데이터 → 래퍼 클래스의 인스턴스
• 언박싱 (UnBoxing)
  래퍼 클래스의 인스턴스에 저장된 값 → 기본 타입의 데이터

// 박싱(Boxing)
Integer num1 = Integer.valueOf(27); // new Integer(int value)는 시간과 공간상의 문제로 Deprecated 되었다.
// 언박싱(UnBoxing)
int num2 = num1.intValue();

 

3. 오토 박싱(AutoBoxing) & 오토 언박싱(AutoUnBoxing) 🏃‍♀️

  JDK 1.5부터는 박싱과 언박싱이 필요한 상황에서 자바 컴파일러가 자동으로 처리해 준다. 이를 오토 박싱(AutoBoxing)과 오토 언박싱(AutoUnBoxing)이라고 한다.

// 오토 박싱 (Auto Boxing)
Integer num3 = 17;
// 오토 언박싱 (Auto UnBoxing)
int num4 = num3;

  오토박싱을 이용해서 기본형과 참조형 간의 형변환과 연산을 수행할 수 있다.

int i = 5;
Integer intg = Integer.valueOf(10);
Long lng = 100L;

// int + Integer
int sum1 = i + intg; // 15

// int + Long
long sum2 = i + lng; // 105

  주의해야 할 점은 기본형과 참조형의 연산은 오토박싱이라는 컴파일러가 제공하는 기능 때문에 가능한 것이다. 기본형과 참조형의 연산이 원래 가능한 것이라고 생각하면 안 된다.

📙 성능 비교

  편의성을 위해 오토 박싱과 오토 언박싱을 제공하고 있지만, 다른 타입 간의 형 변환은 애플리케이션의 성능에 영향을 미친다. 불필요한 오토 박싱과 오토 언박싱이 일어나면 당연히 더 많은 시간이 소비된다.

// 불필요한 오토박싱 O
long start = System.currentTimeMillis();
Integer num1;
for(int i = 0; i < 1_000_000_000; i++){
    num1 = Integer.valueOf(i);
}

long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println(end - start);  // 8

----------

// 불필요한 오토박싱 X
long start = System.currentTimeMillis();
int num1;
for(int i = 0; i < 1_000_000_000; i++){
    num1 = i;
}

long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println(end - start); // 3

  그러므로 성능을 고려한다면 꼭 필요한 상황이 아닐 때 오토 박싱과 오토 언박싱은 지양하는 것이 좋다. (IntelliJ에서도 불필요한 박싱이 일어나면 'Unnecessary boxing'이라고 친절하게 알려주고 있다.)

 

4. 래퍼 클래스 동등 비교 🏃‍♂️

  위에서 살펴본 것처럼 래퍼 클래스는 오토 박싱과 오토 언박싱을 이용해서 비교 연산이 가능하다.

  하지만 동등 여부 판단을 할 때는 주의가 필요하다. 래퍼 클래스도 객체이므로 동등 연산자(==)를 사용하게 되면, 두 인스턴스 값을 비교하는 것이 아니라 두 인스턴스 주소값을 비교하게 된다.

Integer num1 = Integer.valueOf(200);
Integer num2 = Integer.valueOf(200);

System.out.println(num1 == num2); // false
System.out.println(num1.equals(num2)); // true

  그러므로 인스턴스의 값이 같은지 비교할 때에는 equals를 사용해야 한다.

📙 주의사항

  여기서 조금 주의할 점이 있다. 기존 책과 자료에서는 Integer.valueOf()가 아닌 new Integer()를 이용해서 설명을 해주고 있다. new Integer()를 하면 당연히 새로운 인스턴스를 생성하는 것이므로 '=='를 하면 무조건 false가 나온다.

  하지만 Integer.valueOf()에서는 조금 다르다. Integer.valueOf()는 -128~127에 속하는 Integer는 캐싱해 둔 객체를 참조할 수 있어서 새로운 인스턴스가 생기지 않을 수도 있다. 그래서 만약 값을 100으로 위의 코드를 돌려본다면 아래와 같이 true가 나오게 된다.

Integer num1 = Integer.valueOf(100);
Integer num2 = Integer.valueOf(100);

System.out.println(num1 ==  num2); // true
System.out.println(num1.equals(num2)); // true

  new Integer()가 자바 9부터 Deprecated 되었기 때문에 이 점을 유의하도록 하자. 일단 이번 글에서는 래퍼 클래스를 이용해서 동등 비교를 하면 인스턴스 주소값을 비교한다는 것을 강조하기 위해 일단은 '래퍼 클래스로 동등 비교를 할 때에는 equals를 사용하자'라고 하고 넘어가도록 한다. (이 주제에 대해서는 다시 블로깅을 하겠다.)

 

5. 자료형 변환 메서드 🧗‍♀️

  래퍼 클래스에서 자체 지원하는 parseType() 메서드를 이용하여 데이터 타입의 형 변환을 할 수 있다.

String strTen = "10";
String strTrue = "true";
String strFalse = "false";

byte b = Byte.parseByte(strTen); // 10
int i = Integer.parseInt(strTen); // 10
short s = Short.parseShort(strTen); // 10
long l = Long.parseLong(strTen); // 10
float f = Float.parseFloat(strTen); // 10.0
double d = Double.parseDouble(strTen); // 10.0
boolean boolTrue = Boolean.parseBoolean(strTrue); // true
boolean boolFalse = Boolean.parseBoolean(strFalse); // false

 

해당 글은
남궁성 님의 '자바의 정석',
Inpa 님의 '[JAVA] Wrapper 클래스와 Boxing & UnBoxing 총정리',
TCP SCHOOL의 'Wrapper 클래스'
를 참고하였습니다.