1. 추상화
2. 캡슐화
3. 상속
4. 다형성

추상화 Abstraction

공통 속성이나 기능을 추출하는 작업

정의

• 클래스를 설계하는 것 자체
• 세부적인 사물들의 공통적인 특징으로 파악한 후 하나의 집합으로 만들어내는 것

특징

• 추상적인 개념에 의존하여 설계해야 유연함을 갖출 수 있다.

캡슐화 Encapsulation

객체가 내부적으로 어떻게 기능을 구현하는지 감춘다.

정의

• 추상화의 실현
• 기능과 특성의 모음을 클래스라는 캡슐에 분류하는 것

목적

1. 접근 제어자를 통한 정보 은닉
   • 높은 응집도와 낮은 결합도
2. 코드를 재수정 없이 재활용하는 것
   • 책임이 있는 객체만 수정 가능하다.

특징

• 객체가 외부에 노출하지 않아야할 정보나 기능을 접근 제어자를 통해 제어 권한이 있는 개체만 접근 가능하도록 한다.
  • 외부에서 접근할 필요가 없는 요소들은 private 으로 접근 제한을 둔다.

장점

• 낮은 결합도를 유지할 수 있다.
  • 한 곳에서 변화가 일어나도 다른 곳에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
• 불필요한 정보는 숨기고 중요한 정보만을 표현함으로써 프로그램을 간단히 만든다.

상속 Inheritance

클래스는 다른 클래스로부터 파생(derived)될 수 있고, 그 클래스들의 필드와 메서드를 상속(inheriting)받을 수 있다.

용어

1. 다른 클래스로부터 파생된 클래스, 하위 클래스
   • subclass(서브 클래스)
   • derived class(파생 클래스)
   • extended class(확장된 클래스)
   • child class(자식 클래스)
2. 서브클래스를 파생시킨 클래스, 상위 클래스
   • superclass(수퍼 클래스)
   • base class(기반 클래스)
   • parent class(부모 클래스)

Object class

• java.lang package에 존재
• 모든 객체의 조상 객체
  • Object 클래스는 수퍼클래스가 없다.
  • 모든 클래스의 공통된 행위를 정의하고 구현한다.
• Object를 제외한 모든 클래스는 명시적인 다른 수퍼클래스 뿐만 아니라 내부적으로 Object를 수퍼클래스로 가진다.
  • 상속의 상속의 상속을 타고 올라가도 보면 궁극적으로 제일 위에 Object 클래스가 위치한다.

계층

Java Platform에서 Object 클래스의 자손 객체들

특징

• 기능의 확장(extension)
• 상속의 개념은 간단하지만 강력하다.
  • 새로운 클래스를 만들고 싶은데 내가 원하는 코드를 포함한 클래스가 이미 존재한다면, 그 클래스로부터 새로운 클래스를 파생시키면 된다.
• 서브 클래스는 수퍼클래스(이미 존재하는 클래스)의 모든 public, protected 멤버(필드, 메서드, 중첩 클래스 nested class)를 상속받아 재사용할 수 있다.
  • 서브클래스가 어느 패키지에 있건 상관없다.
  • 같은 패키지에 있다면 package-private 멤버도 상속 가능
  • 생성자는 멤버가 아니므로 상속될 수 없다. 서브 클래스에서 수퍼 클래스의 생성자를 호출할 수는 있다.
  • 상속받은 중첩 클래스의 모든 private 멤버들에도 접근 가능
• 같은 코드를 반복하여 적지 않아도 되고 디버깅이 필요 없다.

단점

1. 상위 클래스의 변경이 어려워진다.
   • 이를 의존하는 자식 클래스들이 영향을 받는다.
2. 불필요한 클래스가 증가할 수 있다.
   • 유사기능 확장시 필요 이상의 클래스를 만들어야 할 수도 있다.
3. 상속이 잘못 사용될 수 있다.
   1. IS-A 관계가 아니고 단순 재사용을 위해 상속을 받으면 문제가 발생할 수 있다.

예시

public class Bicycle {
        
    // the Bicycle class has three fields
    public int cadence;
    public int gear;
    public int speed;
        
    // the Bicycle class has one constructor
    public Bicycle(int startCadence, int startSpeed, int startGear) {
        gear = startGear;
        cadence = startCadence;
        speed = startSpeed;
    }
        
    // the Bicycle class has four methods
    public void setCadence(int newValue) {
        cadence = newValue;
    }
        
    public void setGear(int newValue) {
        gear = newValue;
    }
        
    public void applyBrake(int decrement) {
        speed -= decrement;
    }
        
    public void speedUp(int increment) {
        speed += increment;
    }
        
}

public class MountainBike extends Bicycle {
        
    // the MountainBike subclass adds one field
    public int seatHeight;

    // the MountainBike subclass has one constructor
    public MountainBike(int startHeight,
                        int startCadence,
                        int startSpeed,
                        int startGear) {
        super(startCadence, startSpeed, startGear);
        seatHeight = startHeight;
    }   
        
    // the MountainBike subclass adds one method
    public void setHeight(int newValue) {
        seatHeight = newValue;
    }   
}

• MountainBike는 4개의 필드와 5개의 메서드를 가진 것처럼 작성되었다.
• super 키워드를 사용하여 수퍼클래스의 생성자를 호출하였다.

다형성 Polymorphism

하나의 변수명, 함수명이 상황에 따라 다른 동작을 할 수 있다.

정의

사전적 정의

• 생물학: 한 개체나 종은 여러 다양한 형태(form)와 단계/시기(stage)를 가질 수 있다.

OOP

• 서브 클래스는 그들만의 고유한 행위를 정의할 수 있고, 부모 클래스의 같은 기능을 공유(share)할 수 있다.
• 오버라이딩(overriding), 오버로딩(overloading)이 가능하다.

특징

• 서로 다른 클래스의 객체가 같은 메세지를 받았을 때 각자의 방식으로 동작할 수 있다.
• 상속과 함께 사용할 때 큰 힘을 발휘한다. → 오버라이딩

예시

public class Bicycle {
    // ...

    public void printDescription(){
        System.out.println("\nBike is " + "in gear " + this.gear
            + " with a cadence of " + this.cadence +
            " and travelling at a speed of " + this.speed + ". ");
    }
}

public class MountainBike extends Bicycle {
    private String suspension;

    public MountainBike(int startCadence, int startSpeed, int startGear, String suspensionType){
        super(startCadence, startSpeed, startGear);
        this.setSuspension(suspensionType);
    }

    // ...

    @Override
    public void printDescription() {
        super.printDescription();
        System.out.println("The " + "MountainBike has a" + getSuspension() + " suspension.");
    }
}

public class RoadBikeextends Bicycle {
    // In millimeters (mm)
    private int tireWidth;

    public MountainBike(int startCadence, int startSpeed, int startGear, int newTireWidth){
        super(startCadence, startSpeed, startGear);
        this.setTireWidth(newTireWidth);
    }

    // ...

    @Override
    public void printDescription() {
        super.printDescription();
        System.out.println("The RoadBike" + " has " + getTireWidth() + " MM tires.");
    }
}

• MountainBike와 RoadBike는 Bicycle을 상속받았다.
• MountainBike와 RoadBike는 Bicycle의 printDescription()을 override하고 행위를 추가했다.

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출처

• https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/subclasses.html
• Polymorphism
• 객체 지향 프로그래밍이 뭔가요? (꼬리에 꼬리를 무는 질문 1순위, 그놈의 OOP)
• 객체 지향 프로그래밍 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전
• [자바 ⑤] 자바 JAVA 이론 (객체의 특징 / 추상화 / 캡슐화 / 상속 / 다형성 )