[Java, C] call by value VS call by reference

메서드(함수)를 호출하는 2가지 방식

카테고리 : Study Contents >> Java Study     Hashtag : #Java, #C, #자바, #참조


만약 이전 글을 안읽었다면, 읽고 이번 글을 읽기 바란다.
훨씬 더 이해가 잘 될 것이다. (바로 밑의 링크)

이전 글 : [Java, C] 배열의 본질, 포인터와 배열의 관계

이전 글에서 포인터와 참조변수의 관계에 대해 이해했다면,

이번에 공부해 볼 call by value 와 call by reference 의 차이점과 활용법에 대해서도

쉽게 접근이 가능할 것이라 믿는다.

call by value 와 call by reference 는 무엇이고, 그 차이점은 무엇일까??

일단 Scope 의 개념부터 알아야 한다.

1. Scope

  • Scope 는 무엇일까??

    • 직역하면 '범위' 라는 뜻이다.

  • Scope 의 개념

    • 변수는 선언된 블록 내에서만 접근할 수 있다.

      • 즉, 자신이 선언된 블록 내에서만 생존이 가능하다.

      • 메서드 (함수) 간 '작업의 완벽한 분담'을 위해 scope 개념이 존재하는 것이다.

        public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
      
        System.out.println(a + " " + b);
      
        Test t = new Test();
        t.printNum();
      
//      System.out.println(c); // 에러
    }
      
    public void printNum(){
        int c = 30;
              
//      System.out.println(a + " " + b); // 에러
        System.out.println(c);
    }
}
      
// 출력 결과
// 10 20
// 30
        • 위의 예제에서, main() 메서드와 printNum() 메서드는 서로 전혀 영향을 끼치지 못한다.

          1. printNum() 메서드에서는 main() 메서드 안에 선언된 변수 a, b에 접근할 수 없다.

          2. main() 메서드에서도 printNum() 메서드 안에 선언된 변수 c 에 접근할 수 없다.

이제 본격적으로 call by value 부터 알아보자.

2. call by value

  • call by value 는 무엇일까??

    • 직역하면 '값에 의한 호출' 이란 뜻이다.

  • call by value 의 개념

    • 메서드를 호출할 때, 값만을 복사해서 호출하는 것
    • 즉, 변수 안에 들어있는 값만 복사해서 넘겨주는 것이다.
      • 변수 그 자체(주소값) 를 넘겨주는 것이 아니다.
    • 호출할 메서드의 매개변수가'기본형 변수'일 때 call by value 현상이 일어난다.
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Test t = new Test();
        int a = 10;
        int b = 20;
        t.printNum(a, b);

        a++; b++;
        System.out.println(a + " " + b);
    }

    public void printNum(int a, int b){
        a = 5;
        b = 10;
        System.out.println(a + " " + b);
    }
}

// 출력 결과
// 5 10
// 11 21

  • 위 예제가 어떤식으로 동작되는지 하나씩 풀어서 보도록 해보자.

    1. 호출 스택에 main() 메서드가 들어오고 실행된다.

    2. main() 메서드에서 Test 인스턴스를 생성 후, 참조변수 t에 받는다.

    3. 변수 a, b 에 각각 10, 20 을 대입한다.

    4. 참조변수 t를 통해 printNum() 메서드를 호출한다.

      • 호출과 동시에 인자로 각각 10, 20 이 대입된 변수 a, b 를 전달한다.

    5. 호출 스택에 main() 메서드보다 위에 printNum() 이 들어오게 된다.

    6. main() 메서드는 printNum() 메서드가 끝날 때까지 printNum() 메서드를 호출한 지점에서 대기한다.

    7. printNum() 안에서 인자로 전달받은 매개변수 a, b 에 각각 5, 10 을 대입한다.

    8. printNum() 메서드에서 먼저 a, b 를 출력한다.

    9. printNum() 메서드가 종료되고 호출 스택에서 printNum() 메서드가 빠져나온다.

      • 여기서 printNum() 메서드 안의 변수 a, b 도 수명을 다하고 없어지게 된다.

    10. 대기하고 있던 main() 메서드가 printNum() 메서드를 호출한 지점 이후부터 다시 이어서 진행한다.

    11. main() 메서드에서 a, b 를 1씩 증가시킨다.

    12. a, b 를 출력한다.

    13. 호출 스택에서 main() 메서드가 없어지며 프로그램이 종료된다.


  • main() 메서드의 a, b 랑 printNum() 메서드의 a, b 는 같은 변수 아니였어?? 왜 완전히 다른 값으로 출력이 될까??

    1. 분명히 main() 메서드의 변수 a, b 를 printNum() 메서드에 인자로 전달을 했다.
      • 이러면 main() 의 a, b 랑 printNum() 메서드의 a, b 가 같은 값을 공유하는 같은 변수인게 아니었나..?
    2. printNum() 에서 그 받은 인자 a, b 에 각각 5, 10 을 새로 대입했다.
    3. 그런데 출력은 printNum() 메서드에선 5, 10 그리고 main() 메서드에선 11, 21 이 출력되었다.
    4. 만약 main()와 printNum() 메서드의 변수 a, b가 서로 같은 것이라면, main() 메서드의 출력이 6, 11 이 나와야 했을 것이다.
      • printNum() 에서 a, b 에 5, 10 을 넣은 시점에 main() 메서드의 a, b 도 5, 10 이 됐을 것이다.
      • 그리고, 마지막 출력 전에 a, b 를 1씩 증가를 시켜줬으니 6, 11 이 출력이 되어야 맞다.
      • 하지만 실제로는 5, 10 그리고 11, 21 이라는 완전히 다른 수가 출력되었다.


  • 위 예제를 통해 알 수 있는 사실은

    •  main() 메서드의 a, b 와 printNum() 메서드의 a, b 는 완전 별개의 변수라는 것이다.

      • main() 에서 printNum() 메서드에 인자로 전달한 것은, 변수 a, b 의 주소가 아닌 그 안의 값을 전달해준 것 뿐이다.

      • 한 사람이 전혀 다른 사람에게 같은 숫자 카드를 복사해서 나눠준 것뿐, 서로 아예 다른 사람이다.

      • 이것이 call by value 다.

이제 call by reference 를 알아보자.

3. call by reference

  • call by reference 는 무엇일까?

    • 직역하면 '참조에 의한 호출' 란 뜻이다.

  • call by reference 의 개념

    • 값을 갖고 있는 '변수의 주소'를 넘기는 것

    • 호출할 메서드의 매개변수가'참조 변수'일 때 call by reference 현상이 일어난다.

      • 매개변수로 전달해 준 쪽과 전달 받은 쪽의 객체(참조변수) 둘 다, 완전히 같은 주소를 가리키는 같은 객체(참조변수)가 된다.
      public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {10, 50};
        System.out.println("main 1 : " + arr[0] + " " + arr[1]);
    
        Test t = new Test();
        t.swap(arr);
        System.out.println("main 2 : " + arr[0] + " " + arr[1]);
    }
    
    public void swap(int[] arr){
        int tmp = arr[0];
        arr[0] = arr[1];
        arr[1] = tmp;
    
        System.out.println("swap : " + arr[0] + " " + arr[1]);
    }
}
    
// 출력 결과
// main 1 : 10 50
// swap : 50 10
// main 2 : 50 10

    • 위 예제가 어떤식으로 동작되는지 하나씩 풀어서 보도록 해보자.

      1. 호출 스택에 main() 메서드가 들어가면서 프로그램이 실행된다.

      2. 배열 arr 을 인덱스 0에 10, 인덱스 1에 50 을 넣으며 생성한다.

      3. arr[0], arr[1] 을 출력한다.

      4. 해당 클래스의 객체를 생성하여 swap() 메서드를 호출한다.

        • 호출하면서, 참조변수 arr 의 주소값을 인자로 넘긴다.

      5. 호출 스택에 swap() 메서드가 들어가면서 실행된다.

      6. swap() 메서드 안에서 매개변수로 전달 받은 주소를 통해, arr[0], arr[1] 의 값을 서로 바꾼다.

      7. arr[0], arr[1] 을 출력한다.

      8. 호출 스택에서 swap() 메서드가 사라지면서 swap() 메서드는 종료된다.

      9. main() 메서드에서 arr[0], arr[1] 을 한번 더 출력한다.

      10. 호출 스택에서 main() 메서드가 사라지면서 프로그램이 종료된다.


  • 어떻게 swap() 메서드에서 값을 바꾼 것이 main() 메서드에 영향을 끼칠 수 있는가??

    • main() 메서드에서 swap() 메서드에 참조변수 arr 을 넘길 때, arr의 주소값을 넘긴다.

    • 그래서, main() 메서드의 arr 과 swap() 메서드의 arr 은 같은 주소를 바라보게 된다.

    • 그렇기 때문에, main() 메서드의 arr 과 swap() 메서드의 arr 은 완전히 같은 객체가 된다.

이제 call by value 와 call by reference 의 차이를 알아보자.

4. call by value 와 call by reference 의 장단점

  • call by value

    • 장점

      • 서로 관여하지 않는 완벽한 분업을 할 수 있다.
        • 서로 관여하지 않기에, 어떤 기능을 짤 때 다른 기능들을 신경쓰지 않아도 된다.

    • 단점

      • 서로 관여하지 않기 때문에 불편한 경우가 생긴다.

        • 예를 들어, main() 메서드와 swap() 메서드가 있다고 칠 때,

        • main() 메서드에서 swap() 메서드를 호출할 때, 두 개의 인자를 넘긴다 해도

        • swap() 메서드에선 main() 메서드의 두 변수의 값이 서로 바뀌게 할 수 없다.

  • call by reference

    • 장점

      • 서로 다른 메서드에서 서로간의 변수를 컨트롤 할 수 있다.
      • 메서드의 역할만 제대로 정의 되어있고, 그 정의만 벗어나지 않으면 오히려 더 좋은 코드가 될 수 있다.
        • ex) ‘call by reference 파트’ 예제에서 swap() 과 같은 기능들

    • 단점

      • 메서드 (함수) 의 철학을 벗어난다. (= '완벽한 분업'을 벗어나는 행위)

        • 서로간의 메서드가 간섭하는 상황이 오게되면, 유지보수 측면에서도 좋지 않다.

        • ‘완벽한 분업’ 이 되게끔 디자인 하는 것이 좋다.


  • 가능하면 call by reference 는 쓰지 않는 것이 좋다. (함수의 철학 위배)

    • 그러나 필요상황에 맞춰서 잘 쓰면 OK.


결론

  • call by value : 값을 복사하여 함수에게 넘기므로, 서로 영향을 주지 않는다.
  • call by reference : 포인터(주소) 를 넘기는 것이므로 서로 영향을 줄 수 있다.



© 2021. All rights reserved.

----------Powered by Hydejack----------

Jun's Development Blog