Chap 03. 클래스/객체

Java

Chap 03. 클래스/객체

멋진단지 2024. 4. 22. 19:05

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)

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.

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

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

⭐ 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.

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 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.

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.

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.

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.

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

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

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

다형성 유형

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

메서드 오버라이딩

상위 클래스의 메서드를 하위 클래스에서 재정의 함.

⭐ 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.

⭐ 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”); }    }