디렉터리를 생각하면 쉬울 것 같다. 처음에는 파일이 있었다. 그런데 파일이 많아지면서 파일의 이름이 충돌하기 시작한다. 파일의 사용자들은 궁여지책으로 파일의 이름에 날짜나 부서 혹은 이름을 적어서 충돌을 피했을 것이다. 이러한 문제로 인한 절망이 충분히 성숙했을 때 운영체제의 개발자들은 이를 해결하기 위한 방법에 대해서 고민을 하게 되었을 것이다. 그래서 고안된 것이 디렉터리라고 할 수 있다. 디렉터리는 파일을 그룹핑해서 그룹별로 파일을 격리한다. 디렉터리 내에서는 파일명이 중복되면 안 되지만 디렉터리 밖의 파일명과는 중복이 돼도 문제 없다. 덕분에 마음 놓고 다른 사람이 만든 파일이 담긴 디렉터리를 자신의 디렉터리로 가져올 수 있게 되었다.
위의 예제를 살펴보자. 6행에서 변수 i를 아래와 같이 선언했다.
static void a(){
int i = 5;
}
이것은 변수 i가 메소드 a에 소속된 변수라는 의미다. 따라서 이 변수의 값을 어떻게 바꿔도 이 변수의 밖에는 영향을 주지 않는다.
하지만 코드를 아래와 같이 변경한다면 무한반복이 일어날 것이다.
package org.opentutorials.javatutorials.scope;
public class ScopeDemo2 {
static int i;
static void a() {
i = 0;
}
public static void main(String[] args) {
for (i = 0; i < 5; i++) {
a();
System.out.println(i);
}
}
}
변수 i가 4행에서 선언되고 있다. 4행의 변수 i는 위치적으로 어떠한 메소드의 소속도 아니다. 클래스 ScopeDemo2의 직접적인 소속인 클래스 변수다. 클래스 소속의 변수가 되면 모든 메소드에서 접근할 수 있게 된다. 그래서 7행의 변수 i는 클래스 맴버인 4행의 변수 i를 의미하게 된다. 마찬가지로 11행의 for문 안에 변수 i도 4행의 변수 i를 의미하게 된다. 다시 말해서 메소드 a의 변수 i와 for문의 변수 i가 동시에 클래스 변수 i를 사용하게 된다는 의미다. 그래서 반복문을 통해서 변수 i의 값을 아무리 바꿔도 메소드 a에 의해서 클래스 변수 i의 값이 0이 되기 때문에 반복문이 멈추지 않게 되는 것이다.
만약 위의 코드를 아래와 같이 바꾸면 위의 문제가 사라질 것이다.
package org.opentutorials.javatutorials.scope;
public class ScopeDemo3 {
static int i;
static void a() {
int i = 0;
}
public static void main(String[] args) {
for (i = 0; i < 5; i++) {
a();
System.out.println(i);
}
}
}
바뀐 부분은 아래와 같다.
static void a(){
int i = 0;
}
우선 메소드만 놓고 봤을 때 메소드 안에서 선언한 변수는 그 메소드가 실행될 때 만들어지고, 그 메소드가 종료되면 삭제된다. 만약 클래스 아래의 변수와 메소드 아래의 변수가 같은 이름을 가지고 있다면 메소드 아래의 변수가 우선하게 된다. 메소드 내의 변수가 존재하지 않을 때 클래스 아래의 변수를 사용하게 되는 것이다.
즉 클래스 아래에서 선언된 변수는 클래스 전역에 영향을 미치지만 메소드 내에서 선언된 변수는 클래스 아래에서 선언된 변수보다 우선순위가 높다고 할 수 있다. 지역적인 것이 전역적인 것보다 우선순위가 높다는 원칙은 특수한 것이 전체적인 것보다 우선순위가 높다는 의미로도 해석할 수 있는데 이러한 원리는 공학 전반에서 적용되는 원칙이기 때문에 교양으로서도 유익하다. 전역적으로 기본값을 설정하고, 필요에 따라서 지역 값을 다르게 사용하는 것이 더 효율적이기 때문에 이러한 원칙이 사용된다. 클래스 전역에서 접근 할 수 있는 변수를 전역변수, 메소드 내에서만 접근 할 수 있는 변수를 지역변수라고 한다. 아래 코드는 지역변수가 메소드 내에서만 접근이 가능함을 보여준다. 주석 처리된 9번라인의 주석을 제거하면 오류가 발생할 것이다. title은 메소드 a에서만 유효하기 때문이다.
package org.opentutorials.javatutorials.scope;
public class ScopeDemo4 {
static void a(){
String title = "coding everybody";
}
public static void main(String[] args) {
a();
}
}
반복문에서 정의한 변수도 반복문 밖에서는 유효하지 않다. 주석 처리된 8행의 주석을 제거하면 에러가 발생한다. 반복문에서 선언된 변수 i는 반복문 밖에서는 유효하지 않기 때문이다.
package org.opentutorials.javatutorials.scope;
public class ScopeDemo5 {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(i);
}
}
}
조금 복잡한 예를 보자.
package org.opentutorials.javatutorials.scope;
public class ScopeDemo6 {
static int i = 5;
static void a() {
int i = 10;
b();
}
static void b() {
System.out.println(i);
}
public static void main(String[] args) {
a();
}
}
결과는 5다. 위의 예제는 메소드 a가 메소드 b를 호출하고 있는데 메소드 b에는 변수 i의 값이 존재하지 않는다. 이 상태에서 메소드 a를 호출하면 메소드 b에서 System.out.println(i)를 했을 때 클래스 변수가 사용될까? 메소드 b를 호출한 메소드 a의 지역 변수 i가 사용될까? 클래스 변수를 사용한다. 메소드 내(b)에서 지역변수가 존재하지 않는다면 그 메소드가 소속된 클래스의 전역변수를 사용하게 된다.
이러한 방식을 정적 스코프(static scope) 혹은 렉시컬 스코프(lexical scope)라고도 부른다. 즉 사용되는 시점에서의 유효범위(메소드 a의 i)를 사용하는 것이 아니라 정의된 시점에서의 유효범위(i = 5)를 사용하는 것이다.
동적 스코프라는 것도 있다. 만약 메소드 b의 결과가 10이라면 메소드 b는 메소드 a의 유효범위에 소속된 것이라고 할 수 있다. 하지만 자바는 동적 스코프를 채택하지 않고 있다. 대부분의 현대적인 언어들이 정적 스코프 방식을 선택하고 있다.