Java - 개요 (객체 지향 프로그래밍)

 

 

- 윈도우, 맥OS, 리눅스 등 모든 운영체제에서 실행 가능

- 메모리(RAM)를 자동 정리해 메모리 관리에 용이

- 무료로 다운로드해서 사용할 수 있는 오픈 소스 라이브러리(Open source Library)가 풍부

- 먼저 객체(부품)를 만들고, 객체들을 서로 연결해서 더 큰 프로그램을 완성시키는 객체 지향 프로그래밍 (OOP)에 최적화된 언어

 

 

 

1) 객체 지향 프로그래밍(Object-Oriented Programming, OOP)이란

- 객체를 먼저 만들고 이렇게 만들어진 여러 객체들을 조립해서 하나의 완성된 프로그램을 만드는 프로그래밍 방법론

- 여러 독립적인 부품들의 조합, 즉 객체들의 유기적인 협력과 결합으로 파악하고자 하는 컴퓨터 프로그래밍의 패러다임

 

 (1) 객체 지향 프로그래밍의 장점

 - 객체 지향적 설계를 통해 프로그램을 보다 유연하고 변경이 용이하게 만들 수 있다

   예 ) 컴퓨터 부품을 갈아 끼울 때, 해당하는 부품만 쉽게 교체하고 나머지 부품들을 건드리지 않아도 되는 것처럼 소프트웨어를 설계할 때 객체 지향적 원리를 잘 적용해 둔 프로그램은 각각의 부품들이 각자의 독립적인 역할을 가지기 때문에 코드의 변경을 최소화하고 유지보수를 하는 데 유리하다.

  - 독립적인 역할의 각각의 부품을 재사용해 반복적 코드를 최소화해 코드를 최대한 간결하게 표현할 수 있다.

  -  실제 우리가 보고 경험하는 세계를 최대한 프로그램 설계에 반영하기 위한 노력을 통해 발전해왔기 때문에, 보다 인간 친화적이고 직관적인 코드를 작성하기에 용이하다.

  

 

 (2) 객체 (Object)

 - 객체 지향 프로그래밍의 가장 기본적인 단위이자 시작점

 - 실제 세계는 객체들로 구성되어 있으며 보여지는 현상과 사건은 객체들간의 상호작용을 통해 발생한다는 전제에서 출발

 - 모든 실재하는 대상 ( 우리 눈에 보이는 유형의 대상과 눈에 보이지 않는 어떤 논리, 사상, 철학, 개념, 공식 등과 같은 무형의 대상들도 포함 )

 - 우리가 보고 느끼고 인지할 수 있는 그 모든 것

 

class Car {
	// 속성 정의
    String company;
    String model;
    String color;
    int wheels;
    boolean isConvertible;
    
    // 기능 정의
    void startEngine() {
    	System.out.println("체인의 잠금을 푼다");
    }
    void moveForward() {
    	System.out.println("자전거가 앞으로 움직인다");
    }
    void moveBackward() {
    	System.out.println("자전거가 뒤로 움직인다");
    }
}

 - 객체 지향 프로그래밍에서는 객체를 추상화시켜 속성(state)과 기능(behavior)으로 분류한 후, 각각 변수(variable)와 함수(function)로 정의하고 있다.

 

 

 (3) 객체 지향 프로그래밍의 4가지 특징

  1. 추상화(Abstration) : 객체의 불필요한 세부 사항을 제거하고 공통성과 본질적인 부분을 모아 추출

 

  2. 상속 (Inheritance) : 기존의 클래스를 재활용하여 새로운 클래스를 작성하는 문법 요소.

                                      중복되는 코드의 반복을 줄일 수 있다.

                                      자식 클래스에 extends 키워드를 이용해 확장 시킬 수 있음. 상속 관계에서는

                                      메서드 오버라이딩 (method overriding)을 이용, 부모 요소의 코드 실행 내용을 재정의 할 수 있다.

                                      상속 관계의 경우 인터페이스를 사용하는 구현에 비해 추상화의 정도가 낮다고 할 수 있다.

                                       →  상황에 따라 모든 구체적 내용들을 정의해두고 하위 클래스에서 그것을 가져다 재사용

 

  3. 다형성 : 어떤 객체의 속성이나 기능이 맥락에 따라 다른 역할을 수행할 수 있는 특성 (객체 지향의 꽃)

                    예 ) 어떤 중년의 남성 ... 회사에서는 과장, 동아리에서 총무, 부모님에게는 자식, 자식에게는 아버지 등...

                    메서드 오버라이딩과 메서드 오버로딩이 대표적인 예.

 

 

 man 인터페이스

public interface man {
	public abstract void start()
    void part(); // public abstract 키워드 생략 가능
}

 

man 인터페이스를 상속 받은 atHome 클래스

public class atHome implements man{ // man을 구체화한 자바 클래스
    // implements 와 extends의 차이점
    // implements는 부모의 메소드를 반드시 오버라이딩(재정의) 해야 함. 다중상속 가능
    // 보통 implements -> interface 상속 / extends -> class 상속
    
    @Override // 어노테이션 - 해당 메소드가 부모 클래스에 있는 메서드를 override 했다는 것을 선언
    public void part() { // swTech에서 정의된 메소드 재정의
    	System.out.println("가장");
        System.out.println("아빠");
        System.out.println("남편");
    }
}

 

  - 메서드 오버라이딩, 오버로딩도 중요한 예시이나 더 중요한 다형성의 정의는 한 타입의 참조변수를 통해 여러 타입의 객체를 참조할 수 있도록 만든 것이라는 의미.

(상위 클래스 타입의 참조변수로 하위 클래스의 객체를 참조할 수 있도록 하는 것)

  

 4. 캡슐화(Encapsulation) : 클래스 안에 서로 연관 있는 속성과 기능들을 하나의 캡슐(capsule)로 만들어 데이터를 외부로부터 보호해 외부에서 직접적으로 접근하는 것을 막아두기 위함. 외부에서 마음대로 데이터를 읽고 변경하게 되면 무결성이 깨질 수 있기 때문에 캡슐화 작업을 한다. 자바 객체 지향 프로그래밍에서 캡슐화를 하는 이유는 두 가지로 나뉜다.

 

  - 데이터 보호(data protection) : 외부로부터 클래스에 정의된 속성과 기능들을 보호

  - 데이터 은닉(data hiding) : 내부의 동작을 감추고 외부에는 필요한 부분만 노출

 

 외부로부터 클래스에 정의된 속성과 기능들을 보호하고 필요한 부분만 외부로 노출될 수 있도록 하여 각 객체 고유의 독립성과 책임 영역을 안전하게 지키고자 하는 목적이다.

 

 

  캡슐화 방법 1. 접근 제어자(access modifiers)를 활용한다.

  - 클래스 또는 클래스의 내부의 멤버들(멤버변수, 메서드, 생성자) 에 사용되어 해당 클래스나 멤버들을 외부에서 접근하지 못하도록 제한한다.

  - public, default, protected, private 제어자를 이용해 사용 (왼쪽에서 오른쪽으로 갈 수록 더 좁은 접근 범위)

접근 제어자	클래스 내	패키지 내	다른 패키지의 하위 클래스	패키지 외	설명
private	O	X	X	X	동일 클래스 내에서만 접근 가능
default	O	O	X	X	동일 패키지 내에서만 접근 가능
protected	O	O	O	X	동일 패키지 + 다른 패키지의 하위클래스에서 접근 가능
public	O	O	O	O	접근 제한 없음

 

 

packege package1; // 패키지명 package1

class Test { // Test 클래스의 접근 제어자는 default
	public static void main(String[] args) {
    	SuperClass superClass = new SuperClass();
        
 //       System.out.println(parent.a); // 동일 클래스가 아니기 때문에 에러 발생
        System.out.println(superClass.b);
        System.out.println(superClass.c);
        System.out.println(superClass.d);
    }
}

public class SuperClass { // SuperClass 클래스는 public이 접근 제어자로 사용됨
    private int a = 1; // private 접근제어자
    int b = 2;
    protected int c = 3; // protected 접근제어자
    public int d = 4; // public 접근 제어자
    
    public void printEach() {
    	System.out.println(a); // 접근제어자 private가 동일 클래스 내에서만 접근 가능
        System.out.println(b);
        System.out.println(c);
        System.out.pringln(d);
    }
}

// 출력값
2
3
4

 

캡슐화 방법 2. getter/setter 메서드를 사용한다.

- 선택적으로 외부에 접근을 허용할 속성과 그렇지 않을 속성을 getter/setter메서드를 통해 설정해준다.

- 필드 접두사로 get- , set-을 사용하는데 bin 규약이라고 한다.

 

 

- getter : 데이터를 읽어오는 역할을 주로 수행하며 외부에서 객체의 데이터를 읽어올 때도 안전하게 값을 유지할 수 있도록 사용한다.

 

- setter : private로 선언된 필드의 값을 수정하고자 할 때 사용. 객체는 입력 값을 setter 메소드의 매개 값으로 넘겨주고 값을 검사하고 나서 그 값이 필드의 값으로 적절한 경우에만 저장한다. 

주로 데이터를 변경하는 역할을 한다.

 

 1.  getter

 - 접근 제한자 : public

 - 리턴 타입 : 필드의 리턴 타입

 - 메소드 이름 : get + 필드 이름 (첫 문자는 대문자)

 - 리턴값 : 필드 값

 

 2. setter

 - 접근 제한자 : public

 - 리턴 타입 : void

 - 메소드 이름 : set + 필드 이름(첫 문자는 대문자)

 - 매개 변수 타입 : 필드 타입 

 

public class Car {
    private String model; // 필드 접근 제한자 : private
    private String color;
    private int int wheels;
    
    public String getModel() { // getter
    	return model; 
    }
    public void setModel(String model) { // setter
    	this.model = model;
    }
    public String getColor() { // getter
    	return color;
    }
    public void setColor(String color) { // setter
    	this.color = color;
    }
    public int getWheels() { // getter
    	return wheels;
    }
    public void setWheels(int wheels) { // setter
    	this.wheels = wheels;
    }
}

 

- 만약 필드 타입이 boolean일 경우, getter는 get으로 시작하지 않고 is로 시작

 

 1. getter 

  - 접근 제한자 : public

  - 리턴 타입 : 필드 타입

  - 메소드 이름 : is + 필드이름 (첫 문자는 대문자)

  - 리턴 값 : 필드 값

 

 2. setter

 - 접근 제한자 : public

 - 리턴 타입 : void

 - 메소드 이름 : set + 필드이름(첫 문자는 대문자) (boolean 첫 번째 인수로 작성)

 - 매개 변수 타입 : 필드 타입

private boolean stop; // 필드 접근 제한자 : private

// getter
public boolean inStop() {
	return stop;
}

// setter
public void setStop(boolean stop) {
	this.stop = stop;
}