[Java] 객체지향 프로그래밍 1

1. 객체지향언어

1) 코드의 재사용성이 높다. 

- 새로운 코드를 작성할 때 기존의 코드를 이용하여 쉽게 작성할 수 있다.

2) 코드의 관리가 용이하다.

- 코드간의 관계를 이용해서 적은 노력으로 쉽게 코드를 변경할 수 있다.

3) 신뢰성이 높은 프로그래밍을 가능하게 한다.

- 제어자와 메서드를 이용해서 데이터를 보호하고 올바른 값을 유지하도록 하며, 코드의 중복을 제거하여 코드의 불일치로 인한 오동작을 방지할 수 있다.

 

객체지향의 개념을 학습할 때 재사용성과 유지보수 그리고 중복된 코드의 제거, 이 세 가지 관점에서 보면 보다 쉽게 이해할 수 있다.

너무 객체지향개념에 얽매여서 고민하기 보다는 일단 프로그램을 기능적으로 완성한 다음 어떻게 하면 보다 객체지향적으로 코드를 개선할 수 있을지를 고민하여 점차 개선해 나가는 것이 좋다.

 

2. 클래스와 객체

클래스

- 정의 : 객체를 정의해 높은 것

- 용도 : 객체를 생성하는데 사용

 

객체

- 정의 : 실제로 존재하는 것, 사물 또는 개념

- 용도 : 객체가 가지고 있는 기능과 속성에 따라 다름

 

- 유형의 객체 : 책상, 의자, 자동차, TV와 같은 사물

- 무형의 객체 : 수학공식, 프로그램 에러와 같은 논리나 개념

프로그래밍에서는 먼저 클래스를 작성한 다음, 클래스로부터 객체를 생성하여 사용한다.

[참고] 객체를 사용한다는 것은 객체가 가지고 있는 속성과 기능을 사용한다는 뜻이다.

클래스를 정의하고 클래스를 통해 객체를 생성하는 이유는 설계도를 통해서 제품을 만드는 이유와 같다. 하나의 설계도만 잘 만들어 놓으면 제품을 만드는 일이 쉬워진다. 제품을 만들 때마다 매번 고민할 필요없이  설계도대로만 만들면 되기 때문이다.

 

3. 객체와 인스턴스

클래스로부터 객체를 만드는 과정을 클래스의 인스턴스화(instantiate)라고 하며, 어떤 클래스로부터 만들어진 객체를 그 클래스의 인스턴스(instance)라고 한다.

4. 객체의 구성요소 - 속성과 기능

속성(property) : 멤버변수(member variable), 특성(attribute), 필드(field), 상태(state)

기능(function) : 메서드(method), 함수(function), 행위(behavior) 

 

5. 인스턴스의 생성과 사용

Tv t;

- Tv클래스 타입의 참조변수 t를 선언한다. 메모리에 참조변수 t를 위한 공간이 마련된다. 아직 인스턴스가 생성되지 않았으므로 참조변수로 아무것도 할 수 없다.

 

t = new Tv();

- 연산자 new에 의해 Tv클래스의 인스턴스가 메모리의 빈 공간에 생성된다. 주소가 0x100인 곳에 생성되었다고 가정할 때, 멤버변수는 각 자료형에 해당하는 기본값으로 초기화 된다.

 

t.channel = 7;

- 참조변수 t에 저장된 주소에 있는 인스턴스의 멤버변수 channel에 7을 저장한다.

 

t.channelDown();

- 참조변수 t가 참조하고 있는 Tv인스턴스의 channelDown메서드를 호출한다.

-> 인스턴스는 참조변수를 통해서만 다룰 수 있으며, 참조변수의 타입은 인수턴스의 타입과 일치해야한다.

 

Tv t1 = new Tv();

Tv t2 = new Tv();

t2 = t1;

- t1은 참조변수이므로, 인스턴스의 주소를 저장하고 있다. t2가 가지고 있던 값은 잃어버리게 되고 t1에 저장되어 있던 값이 t2에 저장되게 된다. 그렇게 되면 t2역시 t1이 참조하고 있던 인스턴스를 같이 참조하게 되고, t2가 원래 참조하고 있던 인스턴스는 더 이상 사용할 수 없게 된다.

[참고] 자신을 참조하고 있는 참조변수가 하나도 없는 인스턴스는 더 이상 사용되어 질 수 없으므로 '가비지 컬렉터(Garbage Collector)'에 의해서 자동적으로 메모리에서 제거된다.

 

t1. channel =7;

t1.channel;

t2.channel;

- t1, t2 모두 같은 Tv클래스의 인스턴스를 가리키고 있기 때문에 t1.channel과 t2.channel의 값은 7이다.

참조변수에는 하나의 값(주소)만 저장될 수 있으므로 둘 이상의 참조변수가 하나의 인스턴스를 가리키는(참조하는) 것은 가능하지만 하나의 참조변수로 여러 개의 인스턴스를 가리키는 것은 가능하지 않다.

 

6. 객체 배열

- 객체 배열 안에 객체가 저장되는 것은 아니고, 객체의 주소가 저장된다.

Tv[] tvArr = new Tv[3]//길이가 3인 Tv타입의 참조변수 배열

- 객체 배열을 생성하는 것은, 그저 객체를 다루기 위한 참조변수들이 만들어진 것일 뿐, 아직 객체가 저장되지 않았다. 객체를 생성해서 객체 배열의 각 요소에 저장하는 것을 잊으면 안 된다.

 

7. 클래스의 또 다른 정의

- 객체지향이론 관점 : 객체를 생성하기 위한 틀

- 프로그래밍적인 관점

1) 변수 : 하나의 데이터를 저장할 수 있는 공간

2) 배열 : 같은 종류의 여러 데이터를 하나의 집합으로 저장할 수 있는 공간

3) 구조체 : 서로 관련된 여러 데이터를 종류에 관계없이 하나의 

4) 클래스

- 데이터와 함수의 결합(구조체 + 함수)

- 사용자정의 타입(user-defined type) : 프로그래밍언어에서 제공하는 자료형(primitive type)외에 프로그래머가 서로 관련된  변수들을 묶어서 하나의 타입으로 새로 추가하는 것

 

8. 선언위치에 따른 변수의 종류

변수의 종류	선언위치	생성시기
클래스변수 (class variable)	클래스 영역	클래스가 메모리에 올라갈 때
인스턴스변수 (instance variable)		인스턴스가 생성되었을 때
지역변수 (local variable)	클래스 영역 이외의 영역 (메서드, 생성자, 초기화 블럭 내부)	변수 선언문이 수행되었을 때

- 인스턴스변수 : 인스턴스를 생성한 후에 변수값을 읽어오거나 저장할 수 있다. 인스턴스마다 고유한 상태를 유지해야하는 속성의 경우, 인스턴스변수로 선언한다.

- 클래스변수 : 인스턴스변수 앞에 static을 붙이기만 하면 된다. 인스턴스마다 독립적인 저장공간을 갖는 인스턴스변수와는 달리, 클래스변수는 모든 인스턴스가 공통된 저장공간(변수)을 공유하게 된다. 한 클래스의 모든 인스턴스들이 공통적인 값을 유지해야하는 속성의 경우, 클래스변수로 선언해야 한다.

※ 클래스변수는 인스턴스변수와 달리 인스턴스를 생성하지 않고도 언제라도 바로 사용할 수 있다는 특징이 있으며, '클래스이름.클래스변수'와 같은 형식으로 사용된다. 클래스가 메모리에 '로딩(loading)'될 때 생성되어 프로그램이 종료될 때 까지 유지되며, public을 앞에 붙이면 같은 프로그램 내에서 어디서나 접근할 수 있는 '전역변수(global variable)'의 성격을 갖는다.

[참고] 참조변수의 선언이나 객체의 생성과 같이 클래스의 정보가 필요할 때, 클래스는 메모리에 로딩된다.

- 지역변수 : 메서드 내에 선언되어 메서드 내에서만 사용 가능하며, 메서드가 종료되면 소멸되어 사용할 수 없게 된다. for, while문의 블럭 내에 선언된 지역변수는, 선언된 블럭{} 내에서만 사용 가능하며, 블럭을 벗어나면 소멸되어 사용할 수 없게 된다.

 

인스턴스변수는 인스턴스가 생성될 때 마다 생성되므로 인스턴스마다 각기 다른 다른 값을 유지할 수 있지만, 클래스 변수는 모든 인스턴스가 하나의 저장공간을 공유하므로, 항상 공통된 값을 갖는다.

 

9. 메서드

- 특정 작업을 수행하는 일련의 문장들을 하나로 묶은 것이다.

- 넣을 값(입력)과 반환하는 결과(출력)이 있는 것이다.

- 메서드를 사용하는 이유

1) 높은 재사용성(resusability)

2) 중복된 코드의 제거

3) 프로그램의 구조화

 

10. 메서드의 선언과 구현

- 선언부(method declaration, method header) : 메서드의 이름, 매개변수 선언, 반환타입으로 구성

- 메서드의 이름 : 이름만으로도 메서드의 기능을 쉽게 알 수 있도록 함축적이면서도 의미있는 이름을 짓도록 노력

- 반환 타입 : 메서드의 작업수행 결과(출력)인 '반환값(return value)'의 타입을 적는다. 반환값이 없는 경우 반환타입으로 'void'를 적어야 한다.