Chap 03. 클래스/객체

1. 객체지향 프로그래밍

⭐ 객체지향 프로그래밍의 개념

• 프로그래밍에서 객체를 사용하는 것을 의미함
• 데이터와 메서드를 포함하는 '객체' 개념에 기반한 프로그래밍
• 프로그램의 유연성을 향상하고 유지-관리의 가능성을 높임
• 데이터 및 데이터의 동작(메서드)를 단일 위치(객체)에 통합하여 프로그램 작동 방식을 더 쉽게 이해할 수 있음.

 

⭐ 객체지향 프로그래밍의 장점

• 개발 속도 향상
• 소프트웨어 유지-관리 향상
• 소프트웨어 개발의 생산성 향상
• 개발 비용 절감 

 

⭐ 객체지향 프로그래밍의 구성 요소

• 클래스: 객체를 정의하고 만들어 내기 위한 설계도 혹은 툴
• 객체: 클래스의 선언된 모양 그대로의 실체
• (인스턴스: 클래스의 선언된 모양 그대로의 실체가 메모리에 생성된 것, 객체와 거의 동일한 의미)
• 멤버변수, 멤버 메스드, 생성자(생략 가능)

 

객체지향 프로그래밍의 구성 요소

 

 

 

 

 

 

 

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2. 클래스와 객체

클래스 설계 및 구현

ex) 고양이에 대한 클래스 설계

 

 

 

 

클래스 설계 및 구현

• 클래스 구현
  • class 키워드를 사용하여 클래스를 구현함
  • 클래스의 본문을 중괄호({  })로 묶음
  • 클래스의 구성 요소는 속성(변수), 메서드(기능)
  • ü모든 클래스에 변수(데이터)와 메서드가 있는 것은 아님
    ü변수만 포함된 클래스도 있고 메서드만 포함된 클래스도 있음
    ü클래스가 수행해야 하는 작업에 따라 멤버 구성 요소를 다르게 선언함

 

• 객체 생성 
  • new 키워드를 사용하여 클래스를 통해 객체를 생성함.

 

 

클래스와 객체의 정의와 용도

• 클래스 정의: 클래스란 객체를 정의해 놓은 것
• 클래스 용도: 클래스는 객체를 새성하는데 사용된다.
• 객체 정의: 실제로 존재하는 것. 사물 또는 개념.
• 객체 용도: 객체의 속성과 기능에 따라 다름.

 

 

 

 

 

 

 

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3. 클래스의 구성 요소

맴버 변수

• 객체가 소멸되어야 같이 소멸
• 객체의 데이터가 저장되는 곳
• 클래스의 속성으로 클래스 내의 멤버 변수 또는 필드라고 부름
• 멤버 변수는 객체의 데이터, 메서드의 반환값, 상태 등을 저장하는 곳을 의미함.

 

 

 

맴버 메서드

• 객체의 동작, 데이터의 조작이 이루어지는 곳
• 멤버 변수 접근: 클래스 내의 멤버 변수는 객체를 만들고 마침표(.) 구문을 사용하여 접근 가능

객체에서 접근 가능한 멤버 변수

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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4. 생성자

⭐ 생성자

• 객체를 생성할 때 new 연산자를 사용하여 호출되는 부분
• 클래스의 객체가 생성될 때마다 자동으로 호출되고 객체를 초기화/초기화 블록 실행
• 특수한 유형의 메서드(클래스와 이름이 동일한 메서드)
• 선언하지 않아도 자동으로 생성됨
• 생성자명은 클래스명과 같고 반환 유형이 없음
• 객체가 생성될 때 매개변수를 전달하여 특정한 초기화를 수행할 수도 있음.

 

생성자를 작성하는 규칙

• 생성자는 abstract, interface, final, static을 선언할 수 없음
• 접근제한자는 생성자의 접근을 제어하는 데 사용할 수 있음. 즉 다른 클래스가 생성자를 호출할 수 있음.
• 매개변수가 없는 생성자 / 매개변수가 있는 생성자

 

⭐ 기본 생성자: 매개변수 없음

• 매개변수가 없는 생성자 Cat cat = new Cat();
• 클래스 내에 기본 생성자를 정의하지 않아도 됨
• 클래스 내에 기본 생성자를 정의하지 않으면 컴파일러는 해당 클래스에 대한 기본 생성자를 자동으로 생성함.

 

⭐ 일반 생성자: 매개변수 있음

• 매개변수가 있는 생성자 Cat cat = new Cat("샴");
• 기본 생성자와 달리 생략할 수 없으며 클래스의 멤버 변수를 초기화하는 데 사용됨

 

⭐ 생성자 오버로딩

• 생성자 이름이 같지만 매개변수가 다른 여러 생성자를 정의(반환 자료형 없음)
• 매개변수 자료형 또는 개수에 따라 구분

생성자 오버로딩 예시

 

 

 

 

⭐ this를 이용한 생성자 체인

• this() 생성자
  • 동일한 클래스 내의 서로 다른 생성자에서 오버로딩된 다른 생성자 하나를 호출 가능
• 생성자 체인
  • 동일한 클래스의 다른 생성자에서 하나의 생성자를 호출하는 프로세스
• 다른 생성자에서 생성자를 호출하기 위한 this()는 형재 객체를 참조하는 데 사용함.
  • this(매개변수); 생성자의 첫 라인에 사용해야 함.

this()를 이용한 생성자 체인

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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5. 접근 제한자

⭐ 접근제한자

• public > protected > default > private
  • 접근성을 설정하는 데 사용되는 키워드로 다른 클래스의 클래스, 생성자, 데이터 멤버, 메서드의 접근을 제한함.
• 불필요한 세부 정보를 숨기고 최소한의 정보만으로 프로그램을 손쉽게 사용할 수 있도록 하는 정보 은닉의 캡슐화를 위해 접근제한자를 사용함.

접근제한자의 접근 가능 범위

 

 

 

 

 

접근제한자의 제한 범위

• public: 모든 곳에서 접근 가능
• protected: 동일 패키지 및 모든 하위 클래스(상속받은) 내에서 접근 가능
• 선언하지 않음(default): 동일한 패키지 내에서만 접근 가능
• private: 클래스 내에서만 접근 가능

 

 

 

 

 

public 접근제한자

• public 접근제한자가 선언된 클래스 멤버(변수, 메서드, 생성자)
• 클래스가 같은 패키지에 있든 다른 패키지에 있든 상관없이 프로그램의 어디서나 직접 접근할 수 있음.

public 접근제한자의 접근 예

 

 

 

 

protected 접근제한자

• protected 접근제한자가 선언된 클래스 멤버(변수, 메서드, 생성자)는 다른 클래스나 인터페이스에서 사용할 수 없음.
• 상위 클래스에서 protected가 선언된 변수, 메서드, 생성자는 다른 패키지의 하위 클래스(자식클래스)에서만 접근할 수 있음.
• 같은 패키지의 클래스는 protected가 선언된 하위 클래스가 아니더라도 클래스 멤버에 접근할 수 있음.

protected 접근제한자의 접근 예

 

 

 

default 접근제한자(반드시 생략)

접근제한자로 전혀 선언되지 않은 것

선언된 접근제한자가 없는 모든 클래스, 변수, 메서드, 생성자는 같은 패키지의 클래스에서만(자식 클래스 포함) 접근할 수 있음.

default 접근제한자의 접근 예

 

 

 

private 접근제한자

• 자신 클래스에서만 접근 가능
• 가장 제한적인 것으로, 외부 클래스로부터의 접근을 허용하지 않는 멤버(변수, 메서드, 생성자)에는 사용할 수 있지만 클래스와 인터페이스에는 사용할 수 없음.
• private로 선언된 필드, 메서드, 생성자는 엄격하게 제어되므로 둘러싸는 클래스 외부에서 접근할 수 없음.

private 접근제한자의 접근 예

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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6. 캡슐화

⭐ 캡슐화

• 데이터(변수)와 행동(메서드)을 하나의 단위(클래스)로 묶는 기법
• 데이터를 수정하지 못하도록 안전하게 하기 위해 정보의 세부 사항을 숨기고 객체의 데이터와 메서드를 보호하는 과정을 의미함.
• 캡슐화란 객체의 내부 구조 및 데이터를 캡슐처럼 감싸 외부에서 직접 볼 수 없게 은닉하여 보호하는 것

캡술화의 예시

 

캡슐화 규칙

• 클래스의 변수는 private 접근제한자로 선언함.
• 클래스의 변수에 접근할 수 있는 public 접근제한자로 선언한 Getter(), Setter() 메서드를 제공함

 

캡슐화가 필요한 이유

• 클래스의 변수를 메서드를 더 잘 제어할 수 있음
• 클래스의 변수를 읽기전용(Getter())나 쓰기전용(Setter()) 설정 가능
• 다른 부분에 영향을 주지 않고, 유연하게 코드의 한 부분을 변경 가능
• 데이터의 보안 강화

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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7. 객체지향 프로그래밍

상속(extends)

• 이미 존재하는 한 클래스의 멤버(변수, 메서드)를 다른 클래스에 물려주는 기법
• 코드를 재사용하고 두 클래스 간에 부모, 자식 관계를 설정하는 데 도움을 줌.

 

 

• 상속 관계
  • 다단계 상속 O
  • 계층적 상속 O
  • 다중 상속 X

 

 

 

⭐ 다형성: 오버 로딩/오버 라이딩

여러 형태를 취한다는 의미를 가짐

객체지향 프로그래밍에서 다형성은 변수, 메서드, 객체가 여러 형태를 취하는 기법

상속에 의해 서로 관련된 하나 이상의 클래스 또는 객체가 있을 때 다형성이 발생

다형성의 예시

 

 

 

 

다형성 유형

• 메서드 오버로딩
• 메서드명이 같지만 메서드에 전달된 매개변수의 자료형 또는 개수가 다른 둘 이상의 메서드를 가짐

메서드 오버로딩 예시

 

 

 

 

메서드 오버라이딩

• 상위 클래스의 메서드를 하위 클래스에서 재정의 함.

메서드 오버라이딩 예시

 

 

 

⭐ 추상화

• 불필요한 세부 정보를 포함하지 않고 객체의 공통적인 속성과 행동만을 나타내는 것을 의미함.
• 객체 간의 공통적인 특성(필드, 메서드)을 추출한 클래스
• 추상화의 목적은 불필요한 세부 정보를 숨겨서 프로그래밍의 복잡성과 노력을 줄임.

추상화의 예

 

 

 

⭐ 추상화 방법: 추상 클래스

• 추상 클래스: abstract 키워드 선언
• 추상 클래스와 구체적인 메서드 포함
• 추상 클래스는 인스턴스화 할 수 없으므로 추상 클래스를 객체로 만들 수 없음.
• 추상 클래스를 사용하려면 다른 클래스로 상속하여 추상 메서드 자체를 구현

abstract class Animal() {
        abstract void Sound();
        void sleep() {
            System.out.println(“동물이 자다, zzz”);
       }
   }

 

 

 

⭐ 인터페이스 : interface 키워드 선언

• 클래스가 구형해야 하는 동작을 지정하는데 사용하는 추상 자료형
• 인터페이스를 사용하려면 다른 클래스에서 인터페이스를 구현

public interface Animal {
        public void Sound();
        public void Sleep();
 }
    
 public class Cat implement Animal {
        public void Sound() { System.out.println(“고양이 울음소리는 야옹야옹“); }  }
 
 
 public void Sleep() {
        System.out.println(“고양이 잠자는 소리 zzz”); }    }

 

 

 

 

 

 

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⭐ 정리

객체지향프로그래밍

• 데이터와 메서드를 포함하는 "객체" 개념을 기반한 프로그래밍
• 목적은 프로그램의 유연성과 재사용성을 향상하고 유지,관리의 기능을 높이기 위함

 

객체지향프로그래밍 구성 요소

 

 

 

클래스

: 특정 유형의 객체를 만들기 위한 설계도

 

 

객체

: 클래스의 인스턴스로 클래스에 선언된 모양 그대로의 실체

 

 

클래스의 구성요소

• 멤버 변수: 객체의 데이터를 저장하는 곳
• 멤버 메서드: 객체의 동작, 데이터의 조작이 이루어지는 곳
• 생성자: 객체를 생성할 때 초기화되는 항목 관리

 

 

생성자

: 객체를 생성할 때 "new" 연산자 사용 호출하는 부분

• 클래스의 객체가 생성될 때마다 자동으로 호출되고 객체를 초기화(특수한 메서드)
• 생성자명은 클래스명과 같고 반환 유형이 없음
• 기본 생성자 / 일반 생성자

 

 

접근 제한자

: 다른 클래스의 클래스-생성자-데이터, 멤버-메서드의 접근 제한

• 불필요한 세부 정보를 숨기고 최소한의 정보만으로 프로그램하여 정보은닉의 캡슐화에 사용