클래스 - 1

Bummy·2023년 7월 13일

Java 이것이 자바다

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6.1 객체 지향 프로그래밍

부품에 해당되는 객체들을 먼저 만들고, 그 객체들을 하나씩 조립해서 완성된 프로그래밍을 만드는 기법을 객체 지향 프로그래밍(OOP : Object Oriented Programming)이라고 한다.

6.1.1 객체란?

객체란 물리적으로 존재하거나 추상적으로 생각할 수 있는 것 중에서 자신의 속성을 가지고 있는 것을 의미
객체는 속성과 동작으로 구성되어 있고 자바에서는 이 속성과 동작을 각각 필드(field)와 메소드(method)라고 부른다.
현실 세계의 객체를 소프트웨어 객체로 설계하는 것을 객체 모델링이라고 한다.

6.1.2 객체의 상호작용

객체들을 각각 독립적으로 존재하고 다른 객체와 서로 상호작용하면서 동작한다.
이 상호작용 수단이 메소드이며, 객체가 다른 객체의 기능을 이용하는 것이 메소드 호출이다.

리턴값 = 전자계산기객체.메소드(매개값1, 매개값2);

6.1.3 객체 간의 관계

객체간의 관계에는 집합 관계, 사용 관계, 상속 관계가 있다.

집합 관계

하나는 부품이고 하나는 완성품에 해당한다.

사용 관계

객체 간의 상호작용을 의미
객체는 다른 객체의 메소드를 호출하여 원하는 결과를 얻어낼 수 있다.

상속 관계

상위(부모) 객체를 기반으로 하위(자식) 객체를 생성하는 관계

6.1.4 객체 지향 프로그래밍 특징

캡슐화

객체의 필드, 메소드를 하나로 묶고 실제 구현 내용을 감추는 것을 의미
외부 객체는 객체 내부의 구조를 알지 못하며 객체가 노출해서 제공하는 필드와 메소드만 이용할 수 있다.
캡슐화된 멤버를 노출시킬 것인지, 숨길 것인지를 결정하기 위해 접근 제한자(Access Modifier)를 사용한다.

상속

상위 객체를 재사용해서 객체를 쉽고 빨리 설계할 수 있다.
반복된 코드의 재사용을 줄일 수 있다.
상속은 상위 개체의 수정으로 모든 하위 객체들의 수정 효과를 가져오므로 유지 보수 시간을 최소화할 수 있다.

다형성

하나의 타입에 여러 객체를 대입함으로써 다양한 기능을 이용할 수 있도록 해준다.

6.2 객체와 클래스

객체 지향 프로그래밍에서 클래스(class)는 설계도로 설명할 수 있고 클래스로부터 만들어진 객체를 해당 클래스의 인스턴스(instance)라고 한다.
하나의 클래스로부터 여러 개의 인스턴스를 만들 수 있다.

6.3 클래스 선언

클래스 이름은 작성 규칙에 맞춰 선언해야하며 한글이든 영어든 상관없지만, 한글로 클래스 이름을 만드는 경우는 거의 없다.

public class Car{

}

다음과 같이 Car 클래스를 선언 후 소스 파일을 컴파일하면 소스 파일은 “Car.java”로 생성되게 된다.

public class Car{

}

class Tire{

}

다음과 같이 두 개 이상의 클래스를 선언할 수 있다.
두 개 이상의 클래스가 선언된 소스 파일을 컴파일하면 바이트 코드 파일은(.class) 클래스를 선언한 개수만큼 생성되게 된다.
파일 이름과 동일한 이름의 클래스 선언에만 public 접근 제한자를 붙일 수 있으며 파일 이름과 일치하지 않는 클래스 선언에 public 접근 제한자를 붙이면 컴파일 에러가 발생한다.

6.4 객체 생성과 클래스 변수

클래스로부터 객체를 생성하는 방법은 new 연산자를 사용하면 된다.

클래스 변수 = new 클래스();

new 연산자는 힙 영역에 객체를 생성시킨 후, 객체 주소를 리턴하도록 되어 있다. 이 주소를 참조 타입인 클래스 변수에 저장해 두면 변수를 통해 객체를 사용할 수 있게 된다.
클래스 변수를 참조 변수라고도 부를 수 있다.

클래스 용도

클래스에는 라이브러리(API : Application Program Interface)용이고 다른 하나는 실행용이다.
라이브러리 클래스는 다른 클래스에서 이용할 목적으로 설계된다.
실행 클래스는 프로그램의 실행 진입점인 main() 메소드를 제공하는 역할을 한다.

6.5 클래스의 구성 멤버

클래스의 구성 멤버에는 필드(Field), 생성자(Constructor), 메소드(Method)가 있다.
이 구성 멤버들은 생략되거나 복수 개가 작성될 수 있다.

public class ClassName{
	//필드 : 객체와 데이터가 저장되는 곳
	int fieldName;

	//생성자 : 객체 생성 시 초기화 역할 담당
	ClassName() {
	};

	//메소드 : 객체의 동작에 해당하는 실행 블록
	void methodName(){
	};

}

6.5.1 필드

객체의 고유의 데이터, 부품 객체, 상태 정보를 저장하는 곳
변수와 비슷하지만 변수는 생성자와 메소드 내에서만 사용되고 생성자와 메소드가 실행 종료되면 자동 소멸된다.
필드는 생성자와 메소드 전체에서 사용되며 객체가 소멸되지 않는 한 객체와 함께 존재한다.

6.5.2 생성자

생성자는 new 연산자로 호출되는 특별한 중괄호 블록이다.
객체 생성 시 초기화를 담당하며 필드를 초기화하거나 메소드를 호출해서 객체를 사용할 준비를 한다.
생성자는 메소드와 비슷하게 생겼지만, 클래스 이름으로 되어 있고 리턴 타입이 없다.

6.5.3 메소드

객체 간의 데이터 전달 수단으로 사용되며 외부로부터 매개값을 받을 수도 있고, 실행 후 어떤 값을 리턴할 수도 있다.

6.6 필드

필드는 객체의 고유 데이터, 객체가 가져야 할 부품, 객체의 현재 상태 데이터를 저장하는 곳

6.6.1 필드 선언

필드 선언은 클래스 중괄호 {} 블록 어디서든 존재할 수 있다.
생성자와 메소드 중괄호 블록 내부에는 선언될 수 없다,

💡 생성자와 메소드 중괄호 블록 내부에 선언된 것 = 로컬 변수 필드 = 클래스 멤버 변수

타입에는 기본 타입(byte, short, int, long, float, double, boolean)과 참조 타입(배열, 클래스, 인터페이스)가 모두 올 수 있다.
필드의 초기값은 필드 선언 시 주어질 수도 있고, 생략될 수도 있다.

→ 필드 선언 예

String company = "현대자동차";
String model = "그랜저";
int maxSpeed = 300;
int productionYear;
int currentSpeed;
boolean engineStart;

6.6.2 필드 사용

클래스 내부의 생성자나 메소드에서 사용할 경우 단순하게 필드 이름으로 읽고 변경하면 된다.
클래스 외부에서 사용할 경우 우선적으로 클래스로부터 객체를 생성한 뒤 필드를 사용해야한다.
필드는 객체에 소속된 데이터이므로 객체가 존재하지 않으면 필드도 존재하지 않는다.

→ 필드 사용 예

Car myCar = new Car();
myCar.speed = 60;

6.7 생성자

생성자(Constructor)는 new 연산자와 같이 사용되어 클래스로부터 객체를 생성할 때 호출되어 객체의 초기화를 담당한다.
생성자를 실행시키지 않고는 클래스로부터 객체를 만들 수 없다.
생성자가 성공적으로 실행되지 않고 예외(에러)가 발생했다면 객체는 생성되지 않는다.

6.7.1 기본 생성자

모든 클래스는 생성자가 반드시 존재하며, 하나 이상을 가질 수 있다.
클래스 내부에 생성자 선언을 생략했다면 컴파일러는 기본 생성자(Default Constructor)를 바이트 코드에 자동 추가시킨다.
클래스에 명시적으로 선언한 생성자가 한 개라도 있으면, 컴파일러는 기본 생성자를 추가하지 않는다.

6.7.2 생성자 선언

클래스(매개변수 선언, ...){
	//객체의 초기화 코드
}

메소드와 비슷한 모양을 가지고 있으나, 리턴 타입이 없고 클래스 이름과 동일하다
매개 변수 선언은 생략할 수도 있고, 여러 개를 선언할 수도 있다.

Car myCar = new Car("그랜저", "검정", 300);

public class Car{
//생성자
	Car(String model, String color, int maxSpeed){
		...
	}
}

세 매개값을 생성자가 받기 위해서는 다음과 같이 생성자를 선언해야한다.
생성자가 명시적으로 선언되어 있을 경우 반드시 생성자를 호출해서 객체를 생성해야만 한다.

6.7.3 필드 초기화

필드를 초기화하는 방법은 두가지 방법이 있는데 하나는 필드를 선언할 때 초기값을 주는 방법이고, 또 다른 하나는 생성장에서 초긱밧을 주는 방법이다.
객체 생성 시점에 다양한 값을 가져야한다면 생성자의 매개값으로 이 값을 받아 초기화하는 것이 맞다.

public class Korean{
	//필드
	String nation = "대한민국";
	String name;
	String ssn;

	//생성자
	public Korean(String n, String s){
		name = n;
		ssn = s;
	}
}

→ 사용 예

	Korean k1 = new Korean("박자바", "011225-1234567");
	Korean k2 = new Korean("김자바", "930525-0654321");

관례적으로 필드와 동일한 이름을 갖는 매개 변수를 사용해야한다.
필드와 매개 변수 이름이 동일하기 때문에 생성자 내부에서 해당 필드에 접근할 수 없는데, 그 이유는 동일한 이름의 매개 변수가 사용 우선순위가 높기 때문이다.
이럴 때 “this.”를 붙여 사용하면 된다.

→ 사용 예

public Korean(String name, String ssn){
	this.name = name;    //this.필드 = 매개변수;
	this.ssn = ssn;      //this.필드 = 매개변수;

6.7.4 생성자 오버로딩(Overloading)

다양한 방법으로 객체를 생성할 수 있도록 생성자 오버로딩을 제공한다.
매개 변수를 달리하는 생성자를 여러 개 선언하는 것을 의미한다.
매개 변수의 타입, 개수, 순서를 달리하여 선언하면 된다.

6.7.5 다른 생성자 호출(this())

생성자 오버로딩이 많아질 경우 생성자 간의 중복된 코드가 발생할 수 있다.
필드 초기화 내용을 한 생성자에만 집중적으로 작성하고 나머지 생성자는 초기화 내용을 가지고 있는 생성자를 호출하는 방법으로 개선할 수 있다.

public class Car{
	//필드
	String company = "현대자동차';
	String model;
	String color;
	int maxSpeed;
	
	//생성자
	Car(){
	}

	Car(String model){
		this(model, "은색", 250);
	}

	Car(String model, String color){
		this(model, color, 250);
	}
	
	Car(String model, String color, int maxSpeed){
		this.model = model;
		this.color = color;
		this.maxSpeed = maxSpeed; //공통 실행 코드
	}
}

6.8 메소드

객체의 동작에 해당하는 중괄호 블록을 의미
필드를 읽고 수정하는 역할도 하지만, 다른 객체를 생성해서 다양한 기능을 수행하기도 한다.

6.8.1 메소드 선언

메소드 선언은 선언부(리턴타입, 메소드 이름, 매개변수선언)와 실행 블록으로 구성된다.
메소드 선언부를 메소드 시그니처라고도 한다.

리턴 타입

메소드가 실행 후 결과를 호출한 곳에 넘겨줄 경우에는 리턴값이 있어야 한다.
리턴 값이 없는 메소드는 void가 와야하며 리턴값이 있는 메소드는 리턴값의 타입이 와야한다.

메소드 이름

메소드 이름은 자바 식별자 규칙에 맞게 작성하면 된다.

숫자로 시작하면 안되고, $와 _를 제외한 특수 문자를 사용하지 말아야 한다.
관례적으로 메소드명은 소문자로 작성한다.
서로 다른 단어가 혼합된 이름이라면 뒤이어 오는 단어의 첫머리 글자는 대문자로 작성한다.

매개 변수 선언

메소드가 실행할 때 필요한 데이터를 외부로부터 받기 위해 사용된다.

double divide(int x, int y){
	//실행부
}

double result = divide(10, 20);

매개 변수의 수를 모를 경우

메소드를 선언할 때 매개 변수의 개수를 알 수 없는 경우 매개 변수를 배열 타입으로 선언하면 된다.

int sum1(int[] values){
//실행부
}

//ex)
int[] values = {1, 2, 3};
int result = sum1(values);
int result = sum1(new int[] {1, 2, 3, 4, 5});

매개 변수를 배열 타입으로 선언하면, 메소드를 호출하기 전에 배열을 만들어줘야하는 불편한 점이 있다.

int sum2(int ... values){
//실행부
}

int result = sum2(1, 2, 3);
int result = sum2(1, 2, 3, 4, 5);

다음과 같이 “…”를 사용해서 선언하게 되면, 메소드 호출 시 넘겨준 값의 수에 따라 자동으로 배열이 생성되고 매개값으로 사용된다.

6.8.2 리턴(return)문

리턴값이 있는 메소드

리턴 타입이 있는 메소드는 반드시 리턴문을 사용해서 리턴값을 지정해줘야한다.
return문이 없다면 컴파일 오류가 발생하게 된다.
return문이 실행되면 메소드는 즉시 종료된다.

6.8.3 메소드 호출

클래스 내부의 다른 메소드에서 호출할 경우는 단순한 메소드 이름으로 호출하면 된다.
클래스 외부에서 호출할 경우에는 우선 클래스로부터 객체를 생성한 뒤, 참조 변수를 이용해서 메소드를 호출해야한다. 객체가 존재해야 메소드가 존재하기 때문이다.

객체 내부에서 호출

메소드(매개값, ...);

객체 외부에서 호출

외부 클래스에서 메소드를 호출하려면 클래스로부터 객체를 생성해야한다.

클래스 참조변수 = new 클래스(매개값, ...);

객체가 생성되었다면 참조 변수와 함께 도트(.) 연산자를 사용해서 메소드를 호출할 수 있다.
도트(.) 연산자는 객체 접근 연산자로 객체가 가지고 있는 필드나, 메소드에 접근할 때 사용된다.

참조변수.메소드(매개값, ...); //리턴값이 없거나, 있어도 리턴값을 받지 않을 경우
타입 변수 = 참조변수.메소드(매개값, ...); //리턴값이 있고, 리턴값을 받고 싶을 경우

6.8.4 메소드 오버로딩

클래스 내에 같은 이름의 메소드를 여러 개 선언하는 것을 의미
조건은 매개 변수의 타입, 개수, 순서 중 하나가 달라야한다.

int plus(int x, int y){
	int result = x + y;
	return result;
}

double plus(double x, double y){
	double result = x + y;
	return result;
}

오버로딩된 메소드를 호출할 경우 JVM은 매개값의 타입을 보고 메소드를 선택한다.

💡 메소드 호출 시 매개 변수의 타입이 다를 경우 컴파일 오류가 날 것 같지만, 자바는 자동 타입 변환이 가능한지 검사하기에 자동 타입 변환이 가능하다면 컴파일 오류가 발생하지 않는다.

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