[Java/자바] 2. 객체지향 Object-Oriented (1)

December 31, 2020

객체지향 Object Oriented Programming

절차지향 프로그래밍이 주였던 환경에서 모듈화된 소프트웨어의 필요성 대두 → 객체지향 프로그래밍 등장

객체 Object

현실 세계에 존재하는 유/무형의 모든 것

정적 요소: 변수 Variable

Modifier for Variable

접근 권한
- public: 모든 클래스에서 접근 가능
- protected: 동일 패키지에 속하는 클래스와 하위 클래스 관계의 클래스에 의해 접근 가능
- private: 변수가 선언된 클래스 내에서만 접근 가능
- (default): 선언된 클래스와 동일 패키지 내에서 접근 가능
활용 방법
- final: 변수를 상수로 이용하는 경우
- static: 클래스에 소속된 클래스 변수를 의미, 일반적으로 클래스 변수라고 함

동적 요소: 메소드 Method

일종의 함수(function)으로 클래스가 제공할 로직들을 정의한다.
반환값이 있다면 반환형을 선안하고, 없다면 void를 선언한다.
메소드 시그니처(signature) = {반환형, 메서드명, 매개변수}

예시

public int sum(int num1, int num2){
    int sum = 0;
    sum = num1 + num2;
    return sum;
}

Modifier for Method

접근 권한
- public: 모든 클래스에서 접근 가능
- protected: 동일 패키지의 클래스, 하위 클래스에서 접근 가능
- private: 클래스 내에서만 접근 가능
활용 방법
- final: Overriding 불가능한 메소드임을 의미
- static:클래스에 소속된 클래스 메소드를 의미, 클래스 생성 시 만들어진다.
- abstract: 추상 메소드를 의미, 하위 클래스에 의해 구현된다.
- synchronized: Thread 동기화를 위한 메소드

클래스 Class

현실 세계의 객체를 프로그램에서 이용할 수 있는 객체로 변환하는 것. 즉, 클래스는 현실 세계의 객체를 컴퓨터 메모리에 생성할 수 있는 템플릿

구조

[access modifier] class 클래스명 [extends 부모 클래스명]{ // 클래스 선언부

    // 클래스 몸체
    [access modifier] 클래스명(argument list){} // 생성자(constructor), 클래스명과 이름이 같은 메소드로 클래스로부터 객체를 생성할 때 사용함
    [access modifier] 데이터 타입 변수명 [=초기값]; // 변수 선언
    [access modifier] return_type 메소드명(argument list){} // 메소드 선언
}

Modifier for Class

접근 제한자, 접근 지정자, 접근 권한 예약어 ex: public - 모든 클래스에서 접근이 가능한 클래스임을 의미, private, protected, (default)
활용 방법 예약어 ex: final - 자식 클래스를 가질 수 없는 클래스 임을 의미, abstract - 객체 생성이 불가능한 추상클래스를 의미, static, transient, native , ..etc.

접근 권한과 관련된 Modifier를 지정하지 않으면, 같은 패키지 내의 클래스에서만 접근 가능하다. 서로 다른 패키지의 클래스에 접근하기 위해서는 public으로 지정해야한다.

객체 생성

Car Yellow = new Car(); // 클래스 이름 객체참조변수이름 = new 클래스이름();

인스턴스 Instance

컴퓨터 메모리에 존재하는 객체로 클래스로부터 생성된 메모리 상의 객체라고 할 수 있다.

객체 - 클래스 - 인스턴스의 관계

현실 세계의 객체를 클래스라는 템플릿을 통해 인스턴스로 만듦. 따라서 객체와 인스턴스를 동일안 것으로 간주할 수 있다.

지정자 Modifier

static예약어
- static이 붙지 않는 인스턴스 변수
  - 생성된 인스턴스마다 그 안에 클래스의 인스턴스 변수들이 포함됨
  - 일반적인 멤버 변수를 인스턴스 변수라고 부름
  - 즉, 클래스로부터 객체가 생성될 때마다 각 객체의 변수들이 생성된다.
  - 한 객체의 값이 변경되어도 다른 객체의 값에 영향을 주지 않는다.
- static이 붙는 클래스 변수
  - 클래스로부터 생성된 인스턴스에 포함되지 않는 변수
  - 많은 인스턴스를 생성하더라도 메모리에 하나의 변수만 존재
  - 객체를 생성하지 않고도 접근할 수 있는 변수 - 일반적으로 클래스 이름을 통해서 접근한다.
  - 즉, 클래스로부터 생성된 모든 객체들이 하나의 클래스 변수를 공유한다.
  - 객체가 생성될 때 메모리 영역을 할당하지 않고 클래스가 로딩되는 과정에서 메모리에 한 번만 할당되는 멤버
  - 따라서 클래스 변수의 값이 변경되는 경우, 클래스로부터 생성된 모든 객체에서 변경된 값을 사용 가능하다.
- static이 붙는 클래스 메소드
  - 클래스로부터 인스턴스를 생성하지 않고 호출이 가능
  - 인스턴스 변수는 인스턴스를 생성해야만 메모리가 잡히기 때문에 클래스 메소드에서는 인스턴스 변수를 호출할 수 없다. 즉, 클래스 메소드에서는 클래스 메소드만 호출할 수 있다.
final예약어

final이 붙은 변수는 한 번 초기화하면 그 이후에 값을 변경할 수 없다.

👉 클래스 변수를 선언할 때, 만약 변수의 값을 변경할 수 있도록 허용한다면 static예약어의 의미가 상실되기 때문어 final예약어를 결합하여 사용해 초기화된 값을 변경할 수 없게 한다.

👉 클래스 메소드를 선언할 때, final예약어를 사용하여 메소드 오버라이딩을 막을 수 있다.

👉 클래스를 선언할 때 final예약어를 사용하여 상속을 금지할 수 있다.

abstract예약어

추상 클래스/메소드를 정의한다는 의미로 메소드 시그니처만 정의되고 구체적인 행위는 정의되지 않는 메소드를 의미한다.

abstract returnType name([argType argName, ...]);

추상 메소드를 포함하고 있는 클래스는 추상 클래스로 표현되어야 한다. 물론 추상 메소드를 포함하지 않은 클래스도 추상 클래스로 표현 가능

abstract class SuperClass{
    public void methodA(){
        System.out.println();
    }
    public abstract void methodB();
}
class SubClass extends SuperClass{
    //부모 클래스에 추상 메소드가 있기 때문에 자식 클래스도 추상 클래스로 바꾸지 않고 
    //일반 클래스에서 오류 없이 상속을 받기 위해서는 
    //부모 클래스의 추상 메소드를 오버라이딩 해야한다
    public void methodB(){
        System.out.println();
    }
}

객체 지향 언어의 주요 개념

상속 Inheritance

부모(상위 클래스, 슈퍼 클래스)의 속성을 자식(하위 클래스, 서브 클래스)이 상속 받을 수 있다.
클래스들 사이에 공통된 속성이나 기능들이 있을 경우, 상속을 통해 재사용성을 높일 수 있다. 또한 중복된 코드를 줄여 코드를 간결하게 만듦으로써 유지보수도 편리해진다.
부모 클래스와 자식 클래스의 관계가 일반화, 특별화 관계에 있어야 한다. 문법적으로 강제되는 것이 아니라 논리적으로 판단되어야 한다.
상속을 통해 객체들 사이의 계층 구조를 이룰 수 있다. 상위 계층으로 갈수록 일반화, 보편화된 클래스들이고 하위 계층으로 갈수록 특수화, 개별화된 클래스들이다.
```
public class Car{
    String name;
    int currentGear;
}
public class Taxi extends Car{ //extends 예약어를 통해 Car 클래스의 변수, 메소드를 모두 물려받았다.
    int fare;
}
```

다형성 Polymorphism

“One interface, multiple implementation” - “하나의 인터페이스를 이용해 서로 다른 구현을 제공함”

메소드 오버로딩 Overloading

한 클래스 안에 같은 이름의 메소드를 여러 개 정의하면서, 인자의 개수나 유형을 다르게 해 놓은 형태

메소드 오버라이딩 Overriding

상속 관게에 있는 하위 클래스가 상위 클래스로부터 받은 메소드를 재정의 하는 것.
재정의된 메소드가 선언된 형태는 상위 클래스에서 선언된 것과 같음.

오버로딩	오버라이딩
같은 이름의 메소드끼리 인자의 개수/유형이 다름	같은 이름의 메소드(상위, 하위)가 완전히 똑같음

추상화 Abstraction

구체적인 사실들을 일반화시켜 기술하는 것
현실 세계에 존재하는 다양한 객체들의 공통된 특성을 모아 일반화 해놓은 것으로 클래스를 정의하는데 중요한 역할을 한다.

캡슐화 Encapsulation

변수와 메소드를 하나의 추상화된 클래스로 묶는 과정을 의미한다. 이를 통해 각 요소들이 독립적으로 동작하지 않도록 할 수 있다.
객체의 메소드를 통해 객체를 이용하되, 데이터가 실제로 어떻게 처리되는지는 알 필요가 없다.

정보 은닉 Information Hiding

객체지향 언어에서는 캡슐화된 변수나 메소드를 선택적으로 공개하거나 숨길 수 있다. Using private: 비공개 정보, public: 공개 정보

멤버 변수들은 대부분의 경우 private로 선언해서 외부에서는 숨겨진 형태로 만드는 것이 일반적이다.
public으로 지정한 메소드를 통해 접근하도록 클래스를 구현한다. 🗝 위의 두 가지가 정보은닉의 기본

get____(): Getter 메소드 set____(): Setter 메소드

메세지 Message

객체 간에 서로 통신하는 방법
객체 간에 메세지를 주고 받기 때문에 여러 객체는 동일한 프로세스를 가질 필요가 없음
서로 메세지를 주고받는 것에 대해 객체가 존재하는 위치는 제약이 되지 않는다.

생성자 Constructor

클래스로부터 객체를 생성할 때 호출되며, 객체의 멤버 변수를 초기화하는데 사용되는 메소드
객체를 생성할 때 객체에 필요한 값들을 초기화하는 개념은 배열과 동일
생성자는 클래스와 같은 이름을 가진 특별한 메소드로, 객체 생성 시 멤버 변수의 초기화를 담당
일반 멤버 메소드와 다르게 반환형이 없다. void도 불가
생성자는 이름은 같지만 매개변수를 달리하여 오버로딩할 수 있다.
생성자는 생성 연산자 new와 항상 같이 사용된다.
명시적으로 작성하지 않을 경우 기본 생성자가 제공된다.
생성자 내부에는 멤버 변수 초기화에 필요한 코드가 기술된다.

기본 생성자

클래스에 생성자가 하나도 정의되지 않은 경우, 컴파일러에 의해 자동으로 생성되는 생성자
클래스에 생성자가 하나라도 정의되어 있는 경우 기본생성자가 자동으로 제공되지 않는다.

this

생성자나 메소드의 매개변수 이름이 객체 변수의 이름과 같을 때 this예약어를 사용
코드의 가독성을 높일 수 있다.
생성자에서만 아니라 일반 메소드에서도 유용하게 사용할 수 있다.

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