중급: 프로퍼티
프로퍼티
초급 투어에서는 클래스 인스턴스의 특성을 선언하기 위해 프로퍼티가 어떻게 사용되는지, 그리고 프로퍼티에 어떻게 접근하는지 배웠습니다. 이 장에서는 Kotlin에서 프로퍼티가 작동하는 방식을 더 깊이 살펴보고, 코드에서 프로퍼티를 활용할 수 있는 다른 방법들을 탐구합니다.
뒷받침하는 필드(Backing fields)
Kotlin에서 프로퍼티는 값을 검색하고 수정하는 것을 처리하는 기본 get() 및 set() 함수(프로퍼티 접근자라고 함)를 가집니다. 이러한 기본 함수는 코드에서 명시적으로 보이지는 않지만, 컴파일러가 배후에서 프로퍼티 접근을 관리하기 위해 자동으로 생성합니다. 이러한 접근자들은 실제 프로퍼티 값을 저장하기 위해 뒷받침하는 필드(backing field)를 사용합니다.
뒷받침하는 필드는 다음 중 하나라도 해당될 경우 존재합니다:
- 프로퍼티에 대해 기본
get()또는set()함수를 사용하는 경우. - 코드에서
field키워드를 사용하여 프로퍼티 값에 접근하려고 시도하는 경우.
get()및set()함수는 게터(getter) 및 세터(setter)라고도 불립니다.
예를 들어, 다음 코드는 사용자 정의 get() 또는 set() 함수가 없는 category 프로퍼티를 가지고 있으므로 기본 구현을 사용합니다:
class Contact(val id: Int, var email: String) {
var category: String = ""
}내부적으로 이것은 다음과 같은 의사 코드(pseudocode)와 동일합니다:
class Contact(val id: Int, var email: String) {
var category: String = ""
get() = field
set(value) {
field = value
}
}이 예제에서:
get()함수는 필드에서 프로퍼티 값""을 검색합니다.set()함수는value를 매개변수로 받아 이를 필드에 할당하며, 여기서value는""입니다.
뒷받침하는 필드에 접근하는 것은 무한 루프를 발생시키지 않고 get() 또는 set() 함수에 추가 로직을 더하고 싶을 때 유용합니다. 예를 들어, name 프로퍼티가 있는 Person 클래스가 있다고 가정해 봅시다:
class Person {
var name: String = ""
}name 프로퍼티의 첫 글자가 항상 대문자가 되도록 보장하고 싶어서, .replaceFirstChar()와 .uppercase() 확장 함수를 사용하는 사용자 정의 set() 함수를 만들려고 합니다. 그러나 set() 함수 내에서 프로퍼티를 직접 참조하면 무한 루프가 발생하고 런타임에 StackOverflowError를 보게 됩니다:
class Person {
var name: String = ""
set(value) {
// 이 코드는 런타임 에러를 발생시킵니다
name = value.replaceFirstChar { firstChar -> firstChar.uppercase() }
}
}
fun main() {
val person = Person()
person.name = "kodee"
println(person.name)
// Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
}이를 해결하기 위해, set() 함수 내에서 field 키워드로 뒷받침하는 필드를 참조하여 대신 사용할 수 있습니다:
class Person {
var name: String = ""
set(value) {
field = value.replaceFirstChar { firstChar -> firstChar.uppercase() }
}
}
fun main() {
val person = Person()
person.name = "kodee"
println(person.name)
// Kodee
}뒷받침하는 필드는 로깅을 추가하거나, 프로퍼티 값이 변경될 때 알림을 보내거나, 이전 프로퍼티 값과 새 값을 비교하는 추가 로직을 사용할 때도 유용합니다.
자세한 내용은 뒷받침하는 필드를 참조하세요.
확장 프로퍼티(Extension properties)
확장 함수와 마찬가지로 확장 프로퍼티도 존재합니다. 확장 프로퍼티를 사용하면 소스 코드를 수정하지 않고도 기존 클래스에 새로운 프로퍼티를 추가할 수 있습니다. 그러나 Kotlin의 확장 프로퍼티는 뒷받침하는 필드를 가질 수 없습니다. 즉, get() 및 set() 함수를 직접 작성해야 함을 의미합니다. 또한 뒷받침하는 필드가 없다는 것은 어떠한 상태도 보유할 수 없음을 의미합니다.
확장 프로퍼티를 선언하려면 확장하려는 클래스 이름 뒤에 .과 프로퍼티 이름을 작성합니다. 일반 클래스 프로퍼티와 마찬가지로 프로퍼티의 타입을 선언해야 합니다. 예를 들어:
val String.lastChar: Char확장 프로퍼티는 상속을 사용하지 않고 계산된 값을 포함하는 프로퍼티를 원할 때 가장 유용합니다. 확장 프로퍼티를 매개변수가 하나(수신 객체)뿐인 함수처럼 생각할 수 있습니다.
예를 들어, firstName과 lastName이라는 두 프로퍼티를 가진 Person이라는 데이터 클래스가 있다고 가정해 봅시다.
data class Person(val firstName: String, val lastName: String)Person 데이터 클래스를 수정하거나 상속받지 않고도 사람의 전체 이름을 알고 싶을 때, 사용자 정의 get() 함수가 있는 확장 프로퍼티를 만들어 이를 수행할 수 있습니다:
data class Person(val firstName: String, val lastName: String)
// 전체 이름을 가져오기 위한 확장 프로퍼티
val Person.fullName: String
get() = "$firstName $lastName"
fun main() {
val person = Person(firstName = "John", lastName = "Doe")
// 확장 프로퍼티 사용
println(person.fullName)
// John Doe
}확장 프로퍼티는 클래스의 기존 프로퍼티를 오버라이드할 수 없습니다.
확장 함수와 마찬가지로 Kotlin 표준 라이브러리에서도 확장 프로퍼티를 널리 사용합니다. 예를 들어 CharSequence의 lastIndex 프로퍼티를 확인해 보세요.
위임된 프로퍼티(Delegated properties)
클래스 및 인터페이스 장에서 위임에 대해 이미 배웠습니다. 프로퍼티에도 위임을 사용하여 프로퍼티 접근자를 다른 객체로 위임할 수 있습니다. 이는 단순한 뒷받침하는 필드로 처리할 수 없는 복잡한 요구사항(예: 데이터베이스 테이블, 브라우저 세션 또는 맵에 값을 저장하는 경우)이 있을 때 유용합니다. 위임된 프로퍼티를 사용하면 프로퍼티를 읽고 쓰는 로직이 위임된 객체에만 포함되므로 상용구 코드(boilerplate code)도 줄어듭니다.
구문은 클래스 위임과 비슷하지만 다른 레벨에서 작동합니다. 프로퍼티를 선언한 뒤 by 키워드와 위임할 객체를 작성합니다. 예를 들어:
val displayName: String by Delegate여기서 위임된 프로퍼티 displayName은 프로퍼티 접근자를 위해 Delegate 객체를 참조합니다.
위임 대상 객체는 반드시 getValue() 연산자 함수를 가져야 하며, Kotlin은 이를 사용하여 위임된 프로퍼티의 값을 검색합니다. 프로퍼티가 가변(var)이라면 Kotlin이 값을 설정할 수 있도록 setValue() 연산자 함수도 가져야 합니다.
기본적으로 getValue() 및 setValue() 함수는 다음과 같은 구조를 가집니다:
operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String {}
operator fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: String) {}이 함수들에서:
operator키워드는 이 함수들을 연산자 함수로 표시하여get()및set()함수를 오버로드할 수 있게 합니다.thisRef매개변수는 위임된 프로퍼티를 포함하는 객체를 참조합니다. 기본적으로 타입은Any?로 설정되지만, 더 구체적인 타입을 선언해야 할 수도 있습니다.property매개변수는 값에 접근하거나 변경하려는 프로퍼티를 참조합니다. 이 매개변수를 사용하여 프로퍼티의 이름이나 타입과 같은 정보에 접근할 수 있습니다. 기본 타입은KProperty<*>이지만Any?를 사용할 수도 있습니다. 코드에서 이를 변경하는 것에 대해 걱정할 필요는 없습니다.
getValue() 함수는 기본적으로 String 반환 타입을 가지지만, 원하는 대로 조정할 수 있습니다.
setValue() 함수는 프로퍼티에 할당되는 새 값을 보유하는 데 사용되는 추가 매개변수 value를 가집니다.
그렇다면 실제로는 어떻게 보일까요? 작업 비용이 많이 들고 애플리케이션이 성능에 민감하기 때문에 딱 한 번만 계산되는 사용자 표시 이름과 같은 계산된 프로퍼티를 원한다고 가정해 봅시다. 위임된 프로퍼티를 사용하여 표시 이름을 캐시하면 한 번만 계산되고 성능 저하 없이 언제든 접근할 수 있습니다.
먼저, 위임할 객체를 생성해야 합니다. 이 경우 객체는 CachedStringDelegate 클래스의 인스턴스가 됩니다:
class CachedStringDelegate {
var cachedValue: String? = null
}cachedValue 프로퍼티는 캐시된 값을 포함합니다. CachedStringDelegate 클래스 내에서 위임된 프로퍼티의 get() 함수에서 원하는 동작을 getValue() 연산자 함수 본문에 추가합니다:
class CachedStringDelegate {
var cachedValue: String? = null
operator fun getValue(thisRef: Any?, property: Any?): String {
if (cachedValue == null) {
cachedValue = "Default Value"
println("Computed and cached: $cachedValue")
} else {
println("Accessed from cache: $cachedValue")
}
return cachedValue ?: "Unknown"
}
}getValue() 함수는 cachedValue 프로퍼티가 null인지 확인합니다. null이라면 "Default value"를 할당하고 로깅을 위해 문자열을 출력합니다. cachedValue 프로퍼티가 이미 계산되었다면 프로퍼티는 null이 아니며, 이 경우에는 로깅을 위해 다른 문자열을 출력합니다. 마지막으로 함수는 엘비스 연산자를 사용하여 캐시된 값을 반환하거나 값이 null인 경우 "Unknown"을 반환합니다.
이제 캐시하려는 프로퍼티(val displayName)를 CachedStringDelegate 클래스의 인스턴스로 위임할 수 있습니다:
class CachedStringDelegate {
var cachedValue: String? = null
operator fun getValue(thisRef: User, property: Any?): String {
if (cachedValue == null) {
cachedValue = "${thisRef.firstName} ${thisRef.lastName}"
println("Computed and cached: $cachedValue")
} else {
println("Accessed from cache: $cachedValue")
}
return cachedValue ?: "Unknown"
}
}
class User(val firstName: String, val lastName: String) {
val displayName: String by CachedStringDelegate()
}
fun main() {
val user = User("John", "Doe")
// 첫 번째 접근 시 값을 계산하고 캐시합니다
println(user.displayName)
// Computed and cached: John Doe
// John Doe
// 이후 접근 시에는 캐시에서 값을 가져옵니다
println(user.displayName)
// Accessed from cache: John Doe
// John Doe
}이 예제:
- 헤더에
firstName,lastName두 프로퍼티가 있고 본문에displayName프로퍼티가 하나 있는User클래스를 생성합니다. displayName프로퍼티를CachedStringDelegate클래스의 인스턴스에 위임합니다.user라는User클래스 인스턴스를 생성합니다.user인스턴스에서displayName프로퍼티에 접근한 결과를 출력합니다.
getValue() 함수에서 thisRef 매개변수의 타입이 Any?에서 객체 타입인 User로 좁혀진 것을 확인하세요. 이는 컴파일러가 User 클래스의 firstName 및 lastName 프로퍼티에 접근할 수 있도록 하기 위함입니다.
표준 위임(Standard delegates)
Kotlin 표준 라이브러리는 항상 처음부터 직접 만들 필요가 없도록 몇 가지 유용한 위임 객체를 제공합니다. 이러한 표준 위임 중 하나를 사용하면 표준 라이브러리가 자동으로 제공하므로 getValue() 및 setValue() 함수를 정의할 필요가 없습니다.
지연 프로퍼티(Lazy properties)
프로퍼티에 처음 접근할 때만 초기화하려면 지연 프로퍼티를 사용하세요. 표준 라이브러리는 위임을 위한 Lazy 인터페이스를 제공합니다.
Lazy 인터페이스의 인스턴스를 생성하려면 get() 함수가 처음 호출될 때 실행할 람다 식을 lazy() 함수에 전달합니다. 이후 get() 함수를 호출하면 첫 번째 호출에서 제공된 것과 동일한 결과가 반환됩니다. 지연 프로퍼티는 람다 식을 전달하기 위해 후행 람다(trailing lambda) 구문을 사용합니다.
예를 들어:
class Database {
fun connect() {
println("Connecting to the database...")
}
fun query(sql: String): List<String> {
return listOf("Data1", "Data2", "Data3")
}
}
val databaseConnection: Database by lazy {
val db = Database()
db.connect()
db
}
fun fetchData() {
val data = databaseConnection.query("SELECT * FROM data")
println("Data: $data")
}
fun main() {
// databaseConnection에 처음 접근
fetchData()
// Connecting to the database...
// Data: [Data1, Data2, Data3]
// 이후 접근은 기존 연결을 사용함
fetchData()
// Data: [Data1, Data2, Data3]
}이 예제에서:
connect()와query()멤버 함수를 가진Database클래스가 있습니다.connect()함수는 콘솔에 문자열을 출력하고,query()함수는 SQL 쿼리를 받아 리스트를 반환합니다.databaseConnection프로퍼티는 지연 프로퍼티입니다.lazy()함수에 제공된 람다 식은:Database클래스의 인스턴스를 생성합니다.- 이 인스턴스(
db)에서connect()멤버 함수를 호출합니다. - 인스턴스를 반환합니다.
fetchData()함수는:databaseConnection프로퍼티에서query()함수를 호출하여 SQL 쿼리를 실행합니다.- SQL 쿼리 결과를
data변수에 할당합니다. data변수를 콘솔에 출력합니다.
main()함수는fetchData()함수를 호출합니다. 처음 호출될 때 지연 프로퍼티가 초기화됩니다. 두 번째 호출될 때는 첫 번째 호출과 동일한 결과가 반환됩니다.
지연 프로퍼티는 초기화에 리소스가 많이 소모될 때뿐만 아니라, 프로퍼티가 코드에서 사용되지 않을 수도 있을 때 유용합니다. 또한 지연 프로퍼티는 기본적으로 스레드 안전(thread-safe)하며, 이는 동시성 환경에서 작업할 때 특히 유익합니다.
자세한 내용은 지연 프로퍼티를 참조하세요.
관찰 가능한 프로퍼티(Observable properties)
프로퍼티 값이 변경되는지 모니터링하려면 관찰 가능한 프로퍼티를 사용하세요. 관찰 가능한 프로퍼티는 프로퍼티 값의 변화를 감지하고 이를 트리거로 반응을 일으키고 싶을 때 유용합니다. 표준 라이브러리는 위임을 위한 Delegates 객체를 제공합니다.
관찰 가능한 프로퍼티를 만들려면 먼저 kotlin.properties.Delegates.observable을 임포트해야 합니다. 그런 다음 observable() 함수를 사용하고 프로퍼티가 변경될 때마다 실행할 람다 식을 제공합니다. 지연 프로퍼티와 마찬가지로 관찰 가능한 프로퍼티도 람다 식을 전달할 때 후행 람다 구문을 사용합니다.
예를 들어:
import kotlin.properties.Delegates.observable
class Thermostat {
var temperature: Double by observable(20.0) { _, old, new ->
if (new > 25) {
println("Warning: Temperature is too high! ($old°C -> $new°C)")
} else {
println("Temperature updated: $old°C -> $new°C")
}
}
}
fun main() {
val thermostat = Thermostat()
thermostat.temperature = 22.5
// Temperature updated: 20.0°C -> 22.5°C
thermostat.temperature = 27.0
// Warning: Temperature is too high! (22.5°C -> 27.0°C)
}이 예제에서:
- 관찰 가능한 프로퍼티
temperature를 포함하는Thermostat클래스가 있습니다. observable()함수는20.0을 매개변수로 받아 프로퍼티를 초기화하는 데 사용합니다.observable()함수에 제공된 람다 식은:- 세 개의 매개변수를 가집니다:
_: 프로퍼티 자체를 참조합니다.old: 프로퍼티의 이전 값입니다.new: 프로퍼티의 새로운 값입니다.
new매개변수가25보다 큰지 확인하고 결과에 따라 콘솔에 문자열을 출력합니다.
- 세 개의 매개변수를 가집니다:
main()함수는:thermostat이라는Thermostat클래스 인스턴스를 생성합니다.- 인스턴스의
temperature프로퍼티 값을22.5로 업데이트하며, 이는 온도 업데이트 메시지 출력을 트리거합니다. - 인스턴스의
temperature프로퍼티 값을27.0으로 업데이트하며, 이는 경고 메시지 출력을 트리거합니다.
관찰 가능한 프로퍼티는 로깅 및 디버깅 용도뿐만 아니라 UI를 업데이트하거나 데이터의 유효성을 검증하는 등의 추가 체크를 수행하는 용도로도 유용하게 사용할 수 있습니다.
자세한 내용은 관찰 가능한 프로퍼티를 참조하세요.
연습 문제
연습 문제 1
당신은 서점의 재고 시스템을 관리하고 있습니다. 재고는 리스트에 저장되며, 각 항목은 특정 도서의 수량을 나타냅니다. 예를 들어 listOf(3, 0, 7, 12)는 첫 번째 도서가 3권, 두 번째가 0권, 세 번째가 7권, 네 번째가 12권 있음을 의미합니다.
품절된 모든 도서의 인덱스 리스트를 반환하는 findOutOfStockBooks() 함수를 작성하세요.
힌트 1
indices 확장 프로퍼티를 사용하세요. 힌트 2
buildList() 함수를 사용하여 리스트를 생성하고 관리할 수 있습니다. buildList() 함수는 이전 장에서 배운 수신 객체가 있는 람다를 사용합니다. |--|--|
fun findOutOfStockBooks(inventory: List<Int>): List<Int> {
// 여기에 코드를 작성하세요
}
fun main() {
val inventory = listOf(3, 0, 7, 0, 5)
println(findOutOfStockBooks(inventory))
// [1, 3]
}fun findOutOfStockBooks(inventory: List<Int>): List<Int> {
val outOfStockIndices = mutableListOf<Int>()
for (index in inventory.indices) {
if (inventory[index] == 0) {
outOfStockIndices.add(index)
}
}
return outOfStockIndices
}
fun main() {
val inventory = listOf(3, 0, 7, 0, 5)
println(findOutOfStockBooks(inventory))
// [1, 3]
}모범 답안 2
fun findOutOfStockBooks(inventory: List<Int>): List<Int> = buildList {
for (index in inventory.indices) {
if (inventory[index] == 0) {
add(index)
}
}
}
fun main() {
val inventory = listOf(3, 0, 7, 0, 5)
println(findOutOfStockBooks(inventory))
// [1, 3]
}연습 문제 2
킬로미터와 마일 단위를 모두 표시해야 하는 여행 앱이 있습니다. Double 타입에 대해 킬로미터 거리를 마일로 변환하는 asMiles라는 확장 프로퍼티를 만드세요:
킬로미터를 마일로 변환하는 공식은
miles = kilometers * 0.621371입니다.
힌트
get() 함수가 필요하다는 점을 기억하세요. val // 여기에 코드를 작성하세요
fun main() {
val distanceKm = 5.0
println("$distanceKm km is ${distanceKm.asMiles} miles")
// 5.0 km is 3.106855 miles
val marathonDistance = 42.195
println("$marathonDistance km is ${marathonDistance.asMiles} miles")
// 42.195 km is 26.218757 miles
}모범 답안
val Double.asMiles: Double
get() = this * 0.621371
fun main() {
val distanceKm = 5.0
println("$distanceKm km is ${distanceKm.asMiles} miles")
// 5.0 km is 3.106855 miles
val marathonDistance = 42.195
println("$marathonDistance km is ${marathonDistance.asMiles} miles")
// 42.195 km is 26.218757 miles
}연습 문제 3
클라우드 시스템의 상태를 확인할 수 있는 시스템 헬스 체커가 있습니다. 그러나 헬스 체크를 수행하기 위해 실행할 수 있는 두 함수는 성능 부하가 큽니다. 지연 프로퍼티를 사용하여 비용이 많이 드는 함수가 필요할 때만 실행되도록 체크 로직을 초기화하세요:
fun checkAppServer(): Boolean {
println("Performing application server health check...")
return true
}
fun checkDatabase(): Boolean {
println("Performing database health check...")
return false
}
fun main() {
// 여기에 코드를 작성하세요
when {
isAppServerHealthy -> println("Application server is online and healthy")
isDatabaseHealthy -> println("Database is healthy")
else -> println("System is offline")
}
// Performing application server health check...
// Application server is online and healthy
}모범 답안
fun checkAppServer(): Boolean {
println("Performing application server health check...")
return true
}
fun checkDatabase(): Boolean {
println("Performing database health check...")
return false
}
fun main() {
val isAppServerHealthy by lazy { checkAppServer() }
val isDatabaseHealthy by lazy { checkDatabase() }
when {
isAppServerHealthy -> println("Application server is online and healthy")
isDatabaseHealthy -> println("Database is healthy")
else -> println("System is offline")
}
// Performing application server health check...
// Application server is online and healthy
}연습 문제 4
간단한 가계부 앱을 만들고 있습니다. 이 앱은 사용자의 남은 예산 변화를 관찰하고, 예산이 특정 임계값 아래로 떨어질 때마다 알림을 보내야 합니다. 초기 예산 금액을 포함하는 totalBudget 프로퍼티로 초기화되는 Budget 클래스가 있습니다. 클래스 내에서 다음과 같이 출력하는 remainingBudget이라는 관찰 가능한 프로퍼티를 만드세요:
- 값이 초기 예산의 20%보다 낮을 때 경고 메시지 출력.
- 예산이 이전 값보다 증가했을 때 격려 메시지 출력.
import kotlin.properties.Delegates.observable
class Budget(val totalBudget: Int) {
var remainingBudget: Int // 여기에 코드를 작성하세요
}
fun main() {
val myBudget = Budget(totalBudget = 1000)
myBudget.remainingBudget = 800
myBudget.remainingBudget = 150
// Warning: Your remaining budget (150) is below 20% of your total budget.
myBudget.remainingBudget = 50
// Warning: Your remaining budget (50) is below 20% of your total budget.
myBudget.remainingBudget = 300
// Good news: Your remaining budget increased to 300.
}모범 답안
import kotlin.properties.Delegates.observable
class Budget(val totalBudget: Int) {
var remainingBudget: Int by observable(totalBudget) { _, oldValue, newValue ->
if (newValue < totalBudget * 0.2) {
println("Warning: Your remaining budget ($newValue) is below 20% of your total budget.")
} else if (newValue > oldValue) {
println("Good news: Your remaining budget increased to $newValue.")
}
}
}
fun main() {
val myBudget = Budget(totalBudget = 1000)
myBudget.remainingBudget = 800
myBudget.remainingBudget = 150
// Warning: Your remaining budget (150) is below 20% of your total budget.
myBudget.remainingBudget = 50
// Warning: Your remaining budget (50) is below 20% of your total budget.
myBudget.remainingBudget = 300
// Good news: Your remaining budget increased to 300.
}