C# 문법 3주차 - 클래스

Amberjack·2024년 1월 2일

C# 문법

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객체 지향 프로그래밍(OOP)의 특징

특징

캡슐화(Encapsulation):
- 관련된 데이터와 기능을 하나의 단위로 묶는 것!
- 클래스를 사용하여 데이터와 메서드를 캡슐화하여 정보를 은닉, 접근을 제한함으로써 안정성과 유지보수성을 높인다.
상속(Inheritance):
- 상속은 기존의 클래스를 확장하여 새로운 클래스를 만드는 것!
- 부모 클래스의 특성과 동작을 자식 클래스가 상속받아 재사용할 수 있다.
- 코드의 중복을 줄이고, 클래스 간 계층 구조를 구성하여 코드의 구조화, 유지보수를 용이.
다형성(Polymorphism):
- 다형성은 하나의 인터페이스나 기능을 다양한 방식으로 구현하거나 사용할 수 있는 능력.
- 하나의 메서드 이름이 다양한 객체에서 다르게 동작할 수 있는 것! 오버로딩, 오버라이딩을 통해 구현.
- 유연하고 확장 가능한 코드 작성을 가능케 하며, 코드의 가독성과 재사용성을 높인다.
추상화(Abstraction):
- 클래스나 인터페이스를 사용하여 실제 세계의 개념을 모델링, 필요한 부분을 정의.
- 세부 구현 내용을 감추고 핵심 개념에 집중함으로써 코드의 이해, 유지보수 용이.
객체(Object):
- 객체는 클리스로부터 생성된 실체. 데이터와 해당 데이터를 조작하는 메서드를 가지고 있다.
- 객체는 상태(데이터)와 행동(메서드)를 가지며, 실제 세계의 개체가 개념을 모델링한다.
- 객체들 간의 상호작용을 통해 프로그램이 동작, 모듈화와 재사용성 높인다.

클래스의 구성 요소

필드(Fields): 클래스에서 사용되는 변수. 객체의 상태를 나타내는 데이터를 저장한다.
메서드(Methods): 클래스에서 수행되는 동작을 정의. 객체의 동작을 구현하기 위해 사용.
생성자(Constructors): 객체를 초기화하는 역할. 객체가 생성될 때 자동으로 호출, 필드를 초기화한다.
소멸자(Destructors): 객체가 소멸될 때 호출되는 메서드. 메모리나 리소스의 해제 등의 작업 진행.

클래스

클래스는 객체를 생성하기 위한 템플릿 또는 설계도 역할을 한다.
클래스는 속성과 동작을 가진다. 속성은 필드, 동작은 메서드로 표현된다.
객체를 생성하기 위해서는 클래스를 사용하여 인스턴스를 만들어야 한다.

→ 붕어빵을 만들기 위한 붕어빵 틀이라 생각하면 좋다.

객체

객체는 클래스의 인스턴스. 클래스의 실체화된 형태.
객체는 클래스로부터 생성, 각 객체는 독립적인 상태를 가지고 있다. → 객체마다 고유한 데이터를 가질 수 있다

→ 붕어빵 틀로 비교하면, 객체는 붕어빵이라 할 수 있다. 붕어빵 틀(class)로 만들어진 실제 붕어빵(객체)

클래서 선언과 인스턴스

클래스는 데이터와 메서드를 하나로 묶은 사용자 정의 타입.

class Person
{
    public string Name;
    public int Age;

    public void PrintInfo()
    {
        Console.WriteLine("Name: " + Name);
        Console.WriteLine("Age: " + Age);
    }
}

Person p = new Person();
p.Name = "John";
p.Age = 30;
p.PrintInfo(); // 출력: Name: John, Age: 30

👉 구조체 vs 클래스!!!

구조체와 클래스 모두 사용자 정의 형식을 만드는 데 사용될 수 있다.
구조체는 값 형식, 스택에 할당되고 복사될 때 값이 복사된다.
클래스는 참조 형식, 힙에 할당되고 참조로 전달되므로 성능 측면에서 차이가 있다(동적 할당).
구조체는 상속을 받을 수 없지만, 클래스는 단일, 다중 상속이 가능하다.
구조체는 작은 크기의 데이터 저장, 단순한 데이터 구조에 적합, 클래스는 더 복잡한 객체를 표현하고 다양한 기능을 제공하기 위해 사용된다.

// 구조체를 생성하기
Person person1;
person1.Name = "John";
person1.Age = 25;
person1.PrintInfo();

// 클래스를 생성하기
Person p = new Person();
p.Name = "John";
p.Age = 25;
p.PrintInfo(); // 출력: Name: John, Age: 25

위의 코드에서 볼 수 있듯이 구조체는 값 형식이기 때문에 Person person1;의 형태로 선언을 한다.

반면 클래스의 경우, 참조 형식이기 때문에 Person p = new Person();와 같이 new를 사용하여 선언하는 것을 볼 수 있다(동적 할당).

구조체의 경우, person1이라는 변수가 실제로 생성이 되지만 클래스는 실제 Person의 주소값을 가지는 p를 선언한다.

접근 제한자(Access Modifier)

클래스의 접근 권한을 지정하여 데이터를 보호할 수 있다.

접근 제한자?

접근 제한자는 클래스, 필드, 메서드 등의 접근 가능한 범위를 지정하는 키워드.
접근 제한자는 클래스의 캡슐화를 제어하는 역할을 한다.

public : 외부에서 자유롭게 접근이 가능.
private : 같은 클래스 내부에서만 접근 가능.
protected : 같은 클래스 내부와 상속받은 클래스에서만 접근 가능.

class Person
{
    public string Name;         // 외부에서 자유롭게 접근 가능
    private int Age;           // 같은 클래스 내부에서만 접근 가능
    protected string Address;  // 같은 클래스 내부와 상속받은 클래스에서만 접근 가능
}

필드와 메서드

클래스는 필드와 메서드로 구성된다.
필드는 클래스 내부에 선언되어 있는 변수. 클래스의 상태를 나타내는 데이터를 저장.
메서드는 클래스 내부에 선언되어 있는 함수. 클래스의 동작을 정의하고 실행.

필드(Fields)

필드는 클래스나 구조체 내에서 객체의 상태를 저장하는 변수.
객체의 특징, 속성을 표현하며, 클래스의 멤버 변수로 선언된다.
보통 private 접근 제한자를 사용하여 외부의 접근을 제한하고, 필요한 경우 프로퍼티를 통해 간접적으로 접근하도록 한다.

class Player
{
    // 필드 선언
    private string name;
    private int level;
}

메서드(Methods)

메서드는 클래스나 구조체에서 객체의 동작(기능)을 정의하는 함수.
객체의 행동, 동작을 구현하며, 클래스의 멤버 함수로 선언한다.
메서드는 입력값을 받아 처리하고 결과값을 반환할 수도 있다.
객체의 상태(필드)를 변경하거나 다른 메서드를 호출하여 작업을 수행.
보통 public 접근 제한자를 사용하여 외부에서 호출할 수 있도록 한다.

class Player
{
    // 필드
    private string name;
    private int level;

    // 메서드
    public void Attack()
    {
        // 공격 동작 구현
    }
}

메서드를 호출하기 위해서는 해당 메서드가 속해 있는 클래스의 인스턴스를 생성해야 한다.
```
Player player = new Player();  // Player 클래스의 인스턴스 생성
player.Attack();  // Attack 메서드 호출
```

생성자와 소멸자

생성자(Constructor)

생성자?

생성자는 객체가 생성될 때 호출되는 특별한 메서드.
클래스의 인스턴스(객체)를 초기화하고, 필요한 초기값을 설정하는 역할.
생성자는 클래스와 동일한 이름을 가지며, 반환 타입은 없다.
객체를 생성할 때 new 키워드와 함께 호출된다.

생성자의 특징

객체를 초기화하는 과정에서 필요한 작업을 수행할 수 있다.
생성자는 여러 개 정의할 수 있으며, 매개변수의 개수, 타입에 따라 다른 생성자를 호출할 수 있다.
👉 생성자 오버로딩!!!
기본적으로 매개변수가 없는 디폴트 생성자가 자동 생성되지만, 사용자가 직접 정의한 생성자가 있는 경우 디폴트 생성자는 자동으로 생성되지 않는다.
```
// 아무런 생성자 선언 없이 클래스 선언
class Person
{
    private string name;
    private int age;

    public void PrintInfo()
    {
        Console.WriteLine($"Name: {name}, Age: {age}");
    }
}


Person person1 = new Person();
```
해당 코드에는 눈에 보이지 않는 디폴트 생성자가 생성되어 있다.
```
public Person()
{

}
```
와 같은 형식의 생성자가 자동으로 생성되게 된다. 이 생성자는 new Person()과 같다.

// 생성자 오버로딩을 하는 경우
class Person
{
    private string name;
    private int age;

    // 매개변수가 없는 디폴트 생성자
    public Person()
    {
        name = "Unknown";
        age = 0;
    }

    // 매개변수를 받는 생성자
    public Person(string newName, int newAge)
    {
        name = newName;
        age = newAge;
    }

    public void PrintInfo()
    {
        Console.WriteLine($"Name: {name}, Age: {age}");
    }
}

Person person1 = new Person();                     // 디폴트 생성자 호출
Person person2 = new Person("John", 25);           // 매개변수를 받는 생성자 호출

소멸자(Destructor)

소멸자?

소멸자는 객체가 소멸되는 시점에서 자동으로 호출된다.
객체의 사용이 종료되고 메모리에서 해제될 때 자동으로 호출되어 필요한 정리 작업을 수행한다.
클래스와 동일한 이름을 가지며, 이름 앞에 ~ 기호를 붙여 표현한다.
소멸자는 반환 타입이 없고 매개변수를 가질 수 없다.
C#에서는 가비지 컬렉터에 의해 관리되는 메모리 해제를 담당하므로 명시적으로 소멸자를 호출하는 것은 일반적으로 권장되지 않는다!!!

소멸자의 역할

자원 해제: 파일 핸들, 네트워크 연결, 데이터베이스 연결 등의 외부 리소스를 사용한 경우, 소멸자를 통해 해당 리소스를 해제할 수 있다.
메모리 해제: 객체가 사용한 메모리를 해제하고 관련된 자원을 정리할 수 있다.
로깅 및 디버깅: 객체가 소멸되는 시점에 로깅 작업을 수행하거나 디버깅 정보를 기록할 수 있다.

class Person
{
    private string name;

    public Person(string newName)
    {
        name = newName;
        Console.WriteLine("Person 객체 생성");
    }

    ~Person()
    {
        Console.WriteLine("Person 객체 소멸");	// C#의 버전이 올라감에 따라 프로그램이 종료될 때 소멸자 호출을 보여주지 않는다고 함...
    }
}

프로퍼티(Property)

프로퍼티?

프로퍼티는 클래스 멤버로서, 객체의 필드 값을 읽거나(get) 설정하는데(set) 사용되는 접근자 메서드의 조합.
객체의 필드에 직접 접근하지 않고, 간접적으로 값을 설정하거나 읽을 수 있도록 한다.
필드에 대한 접근 제어와 데이터 유효성 검사 등을 수행할 수 있다.
프로퍼티는 필드와 마찬가지로 객체의 상태를 나타내는 데이터 역할을 하지만, 외부에서 접근할 때 추가적인 로직을 수행할 수 있다.

프로퍼티 구문

프로퍼티는 get과 set 접근자를 사용하여 값을 읽고 설정하는 동작을 정의한다.
get은 프로퍼티의 값을 반환하고, set은 프로퍼티의 값을 설정한다.
필요에 따라 get 또는 set 접근자 중 하나를 생략하여 읽기 전용 또는 쓰기 전용 프로퍼티를 정의할 수 있다.

[접근 제한자] [데이터 타입] 프로퍼티명
{
    get
    {
        // 필드를 반환하거나 다른 로직 수행
    }
    set
    {
        // 필드에 값을 설정하거나 다른 로직 수행
    }
}

프로퍼티 사용 예시

class Person
{
    private string name;
    private int age;

    public string Name
    {
        get { return name; }
        set { name = value; }
    }

    public int Age
    {
        get { return age; }
        set { age = value; }
    }
}


Person person = new Person();
person.Name = "John";   // Name 프로퍼티에 값 설정(Name의 set이 호출됨)
person.Age = 25;        // Age 프로퍼티에 값 설정(Age의 set이 호출됨)

Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, Age: {person.Age}");  // Name과 Age 프로퍼티(Name, Age의 get이 호출됨)

프로퍼티 접근 제한자 적용 & 유효성 검사 예제

class Person
{
    private string name;
    private int age;

    public string Name
    {
        get { return name; }
        private set { name = value; }
    }

    public int Age
    {
        get { return age; }
        set
        {
        	// 나이에 0 또는 음수 값이 설정될 경우를 방지할 수 있다 → 유효성 검사
            if (value >= 0)
                age = value;
        }
    }
}


Person person = new Person();
person.Name = "John";     // 컴파일 오류: Name 프로퍼티의 set 접근자는 private입니다.
person.Age = -10;         // 유효성 검사에 의해 나이 값이 설정되지 않습니다.

Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, Age: {person.Age}");  // Name과 Age 프로퍼티에 접근하여 값을 출력합니다.

자동 프로퍼티(Auto Property)

자동 프로퍼티는 프로퍼티를 간단하게 정의하고 사용할 수 있는 편리한 기능.
필드의 선언과 접근자 메서드의 구현을 컴파일러가 자동으로 처리한다.

[접근 제한자] [데이터 타입] 프로퍼티명 { get; set; }

ex)

class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}


Person person = new Person();
person.Name = "John";     // 값을 설정
person.Age = 25;          // 값을 설정

Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, Age: {person.Age}");  // 값을 읽어 출력

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