[Java] 오버로딩(overloading)과 가변인자(varargs)

💡 오버로딩이란?

한 클래스 내에 같은 이름의 메서드를 여러 개 정의하는 것

 

같은 일을 하지만 매개변수가 다른 메서드가 필요할 때 오버로딩을 구현한다. 오버로딩을 하기 위해서는 메서드 이름은 같고 매개변수 타입이나 개수(또는 순서)가 달라야 한다. 
 

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🤔 오버로딩이 되지 않는 경우

• 매개변수의 타입과 개수가 모두 같고 매개변수의 이름만 다른 경우

int add(int a, int b) { return a+b; }
int add(int x, int y) { return x+y; }

• 매개변수의 타입과 개수가 모두 같고 반환 타입만 다른 경우 

int add(int x, int y) { return x+y; }
long add(int x, int y) { return (long)(x+y); }

두 경우 메서드를 중복으로 정의했다고 인식하여 컴파일 에러가 발생한다. 

😮 의외로 오버로딩이 되는 경우

• 매개변수 개수와 타입 구성은 같은데 매개변수 선언 순서가 다른 경우

long add(int x, long y) { return x+y; }
long add(long x, int y) { return x+y; }

이 경우 사용자가 매개변수의 순서를 외우지 않아도 된다.
 
다만 단점도 있다. Java에서는 메서드를 호출할 때 매개변수와 동일한 타입의 인자뿐만 아니라 자동 형변환이 가능한 타입의 인자도 넘겨줄 수 있다. 예를 들어, long 타입으로 선언된 매개변수에 자동 형변환할 수 있는 int 타입의 값을 넘겨줄 수 있다. 그런데 위와 같이 오버로딩을 하게 되면 두 매개변수 모두 int 타입의 인자를 넘기게 되었을 때 두 메서드 중 어느 것이 호출된 것인지 알 수 없게 되어 컴파일 에러가 발생한다.
 

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🔸 오버로딩을 하는 이유

• 메서드 작성자는 메서드 이름을 짓는 데 고민을 덜 수 있다.
• 메서드 사용자는 메서드 이름을 일일이 외우지 않아도 된다.
• 메서드의 이름을 절약할 수 있다. 

println 메서드가 오버로딩의 대표적인 예시이다.
 
 

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💡 가변인자(varargs)

메서드 매개변수의 개수를 동적으로 지정해주는 기능

 

같은 동작을 하는데 매개변수의 개수가 다른 메서드가 필요한 경우 오버로딩을 할 수 있다. 그런데 메서드를 이용할 때마다 매번 매개변수의 개수가 달라진다면 모든 경우에 대하여 오버로딩을 할 수는 없다.
 
예를 들어 인자들을 모두 더하는 메서드를 선언한다고 하자. 만약 더하려고 하는 인자들이 2개 또는 3개로 고정되어 있다면 오버로딩으로 해결할 수 있다. 그런데 더하려고 하는 인자의 개수가 항상 바뀐다면 수백 혹은 수천 번 오버로딩하는 것은 비효율적이다. 이런 경우 가변인자 기능을 이용하는 것이다.
 
 

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🔸 선언 방법

• '타입... 변수명' 형식으로 선언한다.

// PrintStream 클래스의 printf()
public PrintStream printf(String format, Object... args)

• 가변인자 외 매개변수가 더 있다면 가변인자를 가장 마지막으로 선언해야 한다. 그렇지 않으면 가변인자인지 아닌지 구별할 수 없어 컴파일 에러가 발생한다.

// 가변인자가 다른 매개변수보다 먼저 선언되면 컴파일 에러가 발생한다.
public PrintStream printf(Object... args, String format)

 

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🔸 이용 방법

가변인자 메서드를 호출하면 인자의 개수와 길이가 같은 배열이 자동으로 생성된다. 그리고 인자들을 이 배열에 저장하여 가변인자 메서드에 넘겨준다. 메서드 안에서는 그 배열을 통해 넘어온 값들을 이용할 수 있다. 참고로 배열 자체도 가변인자로 넘길 수 있다.
 
인자의 개수는 자동으로 생성되는 배열의 길이로 알 수 있다. 

static int sum(int... args) {
	int argsNum = args.length;	// 넘어온 가변인자의 개수
}

 
가변인자를 이용하면 해당 매개변수로 넘어오는 인자가 없더라도 메서드를 이용할 수 있다. 인자를 생략하고 싶을 때, 단순히 배열 타입의 매개변수로 받아오도록 되어 있다면 null이든 길이가 0인 배열이든 인자를 지정해 주어야 한다. 반면 가변인자를 이용하면 인자를 생략할 수 있다. 
 

가변인자 검사하기

가변인자 메서드는 인자가 없더라도 동작할 수 있지만, 인자가 1개 이상 필요한 경우가 있다. 이때는 인자가 0개 넘어 왔을 때 이를 검사하는 과정이 필요하다.
 
《이펙티브 자바》에서는 인자들 중 가장 작은 값을 반환하는 메서드를 구현하는 경우를 예로 들어 설명한다. 

static int min(int... args) {
    if (args.length == 0)	// 가변인자 값이 0개라면
        throw new IllegalArgumentExeption("인수가 1개 이상 필요함");	// 예외 던지기

    int min = args[0];

    for (int i=0 ; i<args.length ; i++){
        if (args[i] < min)
            min = args[i];
    }

    return min;
}

간단하게 위와 같이 인자가 0개 넘어온 상황에 대해 예외 처리를 할 수 있는 줄 알았으나…이는 잘못 구현한 예시이다!
 
위에서 언급했듯이, 가변인자 개수와 동일한 길이의 배열이 자동으로 생성되는 시점은 메서드를 호출할 때이다. 즉, 런타임에 인자 개수를 알 수 있는데, 위 코드로 구현한 메서드에 0개의 인자가 넘어가면 런타임에 실패하기 때문이다. 아래는 올바르게 인자의 개수를 검증하는 방법으로 제시된 코드이다.

static int min(int firstArg, int... remainingArgs){
    int min = firstArg;
    for (int arg : remainingArgs){
        if (arg < min)
            min = arg;
    }

    return min;
}

 

🤔 성능에 문제는 없을까?

가변인자 메서드는 호출될 때마다 자동으로 새로운 배열을 할당하고 초기화한다. 사용자는 편리하지만 비효율적이기 때문에 성능이 중요하다면 추천하지 않는다.
 
 

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🖐 유의할 점

가변인자를 선언한 메서드를 오버로딩하면 메서드를 호출했을 때 호출된 메서드가 처음 메서드인지 오버로딩된 메서드인지 구별하지 못하는 컴파일 에러가 발생할 수 있다. 가능한 가변인자 메서드는 오버로딩하지 않는 것이 좋다고 한다.
 
 

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📕 Reference

• Java의 정석 3판, 남궁성, 도우출판.
• 이펙티브 자바 3/E, 조슈아 블로크, 프로그래밍인사이트.