[Kotlin] Data Class의 구조와 핵심 기능 완벽 정리

[Kotlin] Data Class의 구조와 핵심 기능 완벽 정리

안드로이드 개발에서 API 응답을 받거나 화면 간 데이터를 전달할 때 DTO 구조의 클래스를 활용합니다. Java에서는 equals(), hashCode(), toString() 같은 메서드를 직접 오버라이드하거나 Lombok에 의존했지만, Kotlin에서는 data class로 이 모든 것을 해결할 수 있습니다.

이 글에서는 실무에서 자주 사용하는 data class의 핵심 기능들을 정리합니다.

기본 선언

data class User(val name: String, val age: Int)

클래스 선언 시 data 키워드를 사용하면, 컴파일러가 주 생성자에 정의된 프로퍼티를 기반으로 필요한 함수들을 자동으로 생성해줍니다. [자동 생성되는 함수 목록]

• equals()
• hashCode()
• toString()
• copy()

오늘은 data class 에서 자동 생성되는 함수를 기반으로 특징을 설명하며, 더 나아가 componentN() 함수를 통해 구조분해 선언을 할 수 있다는 점을 설명해보겠습니다.

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1. 값으로 비교하는 equals() - 참조가 아닌 내용으로

일반 클래스에서 == 연산자를 사용하면 객체의 참조값(메모리 주소)을 비교하지만, data class는 실제 데이터 내용을 비교합니다.

val user1 = User("Tom", 20)
val user2 = User("Tom", 20)

// 다른 객체지만 값이 같으므로 true
println(user1 == user2) // true

리스트에서 특정 아이템을 찾거나 제거할 때, 상태 변경을 감지할 때 유용합니다. 즉 data class 는 직접 객체를 새로 생성해서 주입하더라도, 내부 field 의 value 가 동일하다면 상태 변경 시 기존과 동일하다고 판단합니다.

따라서 Android의 DiffUtil이나 Jetpack Compose의 Recomposition 판단 시, 객체의 내용이 같다면 불필요한 UI 갱신을 건너뛸 수 있어 렌더링 성능 최적화에 유리합니다.

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2. 컬렉션에서의 안전성과 성능 최적화: hashCode()와 equals()

Data Class는 equals()와 hashCode()를 자동으로, 그리고 올바르게 쌍으로 생성해 줍니다. 이 두 메서드는 HashSet이나 HashMap 같은 해시 기반 컬렉션에서 데이터를 빠르고 정확하게 찾기 위해 필수적입니다.

동작 원리: 2단계 검색

해시 컬렉션은 데이터를 찾을 때 효율을 위해 다음 두 단계를 거칩니다.

1. 1단계 (빠른 탐색): hashCode()로 객체가 저장된 ‘버킷(방)’의 위치를 먼저 찾습니다. (검색 범위 대폭 축소)
2. 2단계 (정밀 비교): 그 위치에 있는 객체들 중에서만 equals()로 실제 내용이 같은지 비교합니다.

일반 클래스는 메모리 주소를 기반으로 해시코드를 생성하기 때문에 내용이 같아도 다른 방(버킷)을 찾아가게 되어 검색에 실패합니다. 반면, data class는 프로퍼티의 값을 기반으로 해시코드를 생성하므로, 객체가 달라도 내용이 같다면 같은 위치를 찾아내어 올바르게 동작합니다.

val user1 = User("Tom", 20)
val user2 = User("Tom", 20) // user1과 내용은 같지만 다른 객체

val set = hashSetOf(user1)

// 동작 순서:
// 1. user2.hashCode()로 저장된 위치를 찾음 (성공)
// 2. 그 위치에 있는 user1과 equals() 비교 (true)
println(set.contains(user2)) // true 출력

이 둘의 관계 (계약 조건)

안전한 사용을 위해 다음 규칙이 보장됩니다.

• equals()가 true인 두 객체는 반드시 같은 hashCode()를 가집니다.
• 주의: hashCode()가 같다고 해서 반드시 equals()가 true인 것은 아닙니다. (해시 충돌 가능성)
  • 따라서 해시코드만으로 비교를 끝내지 않고, 반드시 equals로 최종 확인을 하는 것입니다.

실무 활용 예시

1. 리스트 중복 제거 서버에서 받은 리스트에 중복된 데이터가 있을 때, toSet()이나 distinct()를 사용하면 data class의 내용 비교를 통해 깔끔하게 중복을 제거할 수 있습니다.

val uniqueUsers = userList.toSet() // 내용이 같은 객체는 하나만 남음

2. Map의 Key로 객체 사용 복합적인 상태를 Key로 사용해야 할 때 유용합니다.

val userCache = mutableMapOf<User, CacheData>()
userCache[user1] = data1

// user2가 user1과 값이 같다면, 같은 Key로 인식하여 데이터를 찾아냄
val cachedData = userCache[user2] // data1 반환

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3. 직관적인 문자열 표현: toString()

디버깅이나 로깅 시 객체의 상태를 쉽게 확인할 수 있도록 ClassName(propertyName=value) 형태의 문자열을 반환합니다.

println(user1)
// 출력: User(name=Tom, age=20)

일반 클래스는 User@a4c7b6e 같은 해시코드만 출력하지만, data class는 내부 프로퍼티의 value 를 표시하여 Logcat에서 객체 내용을 바로 확인할 수 있습니다.

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4. 불변성을 유지하는 copy() - 안전한 수정

val로 선언한 불변 객체의 일부 값만 변경하고 싶을 때 copy()를 사용합니다. 원본 객체는 유지하고 지정한 프로퍼티만 변경된 새 객체를 생성하여 예상치 못한 사이드 이펙트를 방지할 수 있습니다.

만약 var 를 사용하여 가변 객체로 만든다면, 데이터가 어디서 변경되었는지 추적하기 어려워집니다. 이는 data class의 장점인 ‘데이터의 안정성’을 해치고 디버깅을 어렵게 만들므로 가급적 val 을 사용하는 것이 좋습니다.

val user1 = User("Tom", 20)
val olderTom = user1.copy(age = 21)

println(user1)      // User(name=Tom, age=20) - 원본 유지
println(olderTom)   // User(name=Tom, age=21) - 새 객체

여러 프로퍼티 동시 변경

data class User(val name: String, val age: Int, val email: String)

val updated = user.copy(
    email = "[email protected]",
    age = 25
    // name은 생략하여 원본 값 유지
)

Compose/ViewModel에서의 실전 활용

불변 상태 관리의 핵심입니다.

// ViewModel
data class UiState(
    val isLoading: Boolean = false,
    val data: List<Item> = emptyList(),
    val error: String? = null
)

// 상태 업데이트 - 기존 상태를 유지하면서 필요한 부분만 변경
_uiState.update { it.copy(isLoading = true) }

// 성공 시
_uiState.update { it.copy(
    isLoading = false,
    data = newData
)}

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5. 구조 분해 선언 지원: componentN()

객체의 프로퍼티를 선언된 순서대로 반환하는 component1(), component2() 등의 함수가 자동으로 생성됩니다. 이를 통해 구조 분해 선언(Destructuring Declaration)으로 객체 내부의 값을 개별 변수로 추출할 수 있습니다.

val (name, age) = user1
println("이름: $name, 나이: $age")

주의: 이름이 아닌 순서로 매칭

구조 분해는 프로퍼티 이름이 아닌 선언 순서로 값을 할당합니다.

data class User(val name: String, val age: Int)

val (name, age) = user1  // OK
val (age, name) = user1  // 주의: age 변수에 "Tom", name 변수에 20이 할당

타입이 같은 프로퍼티가 여러 개 있을 때는 특히 주의가 필요합니다.

반복문과 람다에서의 활용

val users = listOf(User("Tom", 20), User("Jane", 25))

// for문에서
for ((name, age) in users) {
    println("$name is $age years old")
}

// forEach에서
users.forEach { (name, age) -> 
    println("User: $name, Age: $age")
}

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6. 생성 규칙 및 제약 사항

기본 규칙

• 주 생성자에 최소 1개 이상의 프로퍼티가 있어야 하며, 반드시 val 또는 var로 선언되어야 함
• abstract, open, sealed, inner로 선언 불가 (기본적으로 final 클래스)
• 다른 클래스가 data class를 상속받을 수 없음

상속 관련

data class는 다른 클래스를 상속받을 수 있습니다.

// 가능: data class가 일반/abstract 클래스를 상속
open class Person(val id: String)
data class User(val name: String, val age: Int, val userId: String) : Person(userId)

// 가능: sealed class와 함께 사용 (흔한 패턴)
sealed class Result
data class Success(val data: String) : Result()
data class Error(val message: String) : Result()

// 불가능: 다른 클래스가 data class를 상속
data class User(val name: String)
class Admin : User("admin")  // 컴파일 에러

주의: 주 생성자 프로퍼티만 자동 생성 함수에 포함

실무에서 자주 발생하는 실수입니다. 클래스 바디에 선언한 프로퍼티는 자동 생성 함수에 포함되지 않습니다.

data class User(val name: String) {
    var age: Int = 0  // 클래스 바디의 프로퍼티
}

val user1 = User("Tom").apply { age = 20 }
val user2 = User("Tom").apply { age = 30 }

println(user1 == user2)  // true - age는 equals()에 포함되지 않음
println(user1)           // User(name=Tom) - age는 toString()에 표시되지 않음
println(user1.copy())    // User(name=Tom) - age는 복사되지 않음 (0으로 초기화)

val (name) = user1       // age는 구조 분해 불가

모든 프로퍼티를 자동 생성 함수에 포함시키려면 주 생성자에 선언해야 합니다.

val 사용 권장

data class의 핵심은 불변성입니다. var를 사용하면 copy()의 장점이 사라지고 예측하기 어려운 코드가 됩니다.

// 권장: 불변 객체
data class User(val name: String, val age: Int)

// 비권장: 가변 객체
data class User(var name: String, var age: Int)

상태를 변경해야 한다면 copy()로 새 객체를 만드는 것이 안전합니다.

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정리

기능	일반 Class	Data Class
용도	로직 및 상태 관리	데이터 보유 및 전달
equals() / hashCode()	참조값 비교	값 비교 (자동 생성)
toString()	해시코드만 표시	프로퍼티까지 표시
copy()	직접 구현 필요	자동 생성
구조 분해	직접 구현 필요	자동 지원
상속	가능 (open 필요)	상속받기 가능 / 상속 주기 불가

Kotlin의 data class는 단순히 보일러플레이트 코드를 줄이는 것을 넘어서, 불변성과 값 기반 비교라는 함수형 프로그래밍의 핵심 개념을 자연스럽게 구현한 기능입니다.

긴 글 읽어주셔서 감사합니다.