📍오늘의 학습 키워드
- 3주차 강의 수강
- 클래스와 객체
- 클래스의 구성 요소
- 접근 제한자(public, private, protected)
- 프로퍼티
- 상속과 다형성
- 상속의 특징
- 가상 메서드
- 추상 클래스와 메서드
- 오버라이딩과 오버로딩
- 고급 문법 및 기능
- 제너릭
- out, ref
- 클래스와 객체
📍학습 내용
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구조체와 클래스
- 구조체
- 스택에 할당
- 상속을 받을 수 없음
- 작은 크기의 데이터 저장이나 단순한 데이터 구조에 적합
- 클래스
- 힙에 할당
- 단일 상속 및 다중 상속이 가능
- 더 복잡한 객체를 표현하고 다양한 기능을 제공하기 위해 사용됨
- 구조체
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클래스의 구성 요소
- 필드: 클래스 내부에 선언되어 있는 변수(데이터)
- 메서드: 클래스 내부에 선언되어 있는 함수(행동)
- 생성자: 객체가 생성될 때 자동으로 호출. 객체를 초기화 하는 역할.
- 소멸자: 객체가 소멸될 때 호출되는 메서드. 메모리나 리소스의 해제 작업을 수행.
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접근 제한자
- 클래스, 필드, 메서드 등의 접근 가능한 범위를 지정하는 키워드
- public: 외부에서 자유롭게 접근이 가능합니다.
- private: 같은 클래스 내부에서만 접근 가능합니다.
- protected: 같은 클래스 내부와 상속받은 클래스에서만 접근 가능합니다.
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프로퍼티 (Property)
- 객체의 필드 값을 private로 은닉화를 해두면 외부에서는 접근할 수 없게 되는데, 프로퍼티는 그렇게 은닉된 필드값을 외부에서 접근할 수 있도록 매개 역할을 함.
- get은 값을 가져오는 역할을 하고, set은 값을 설정하는 역할을 한다.
🍊 집을 지키는 경비원이라고 생각하면 쉽게 이해 가능 :
- 직접 집 안(필드)에 들어가지는 못하고, 경비원에게 부탁해 물건을 가져오거나 넣어달라고 요청해야 함.
- 경비원(프로퍼티)은 요청을 처리하고, 필요한 경우 집에 있는 물건(필드)을 수정하거나 가져다줄 수 있음.
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프로퍼티를 쓰는 이유
- 데이터를 안전하게 보호하기 위해 :
- 필드를 public 으로 직접 노출한다면, 클래스 외부에서 아무런 제어 없이 값을 읽거나 수정할 수 있게 됨.
- 그러나 프로퍼티를 통하면 값을 설정(set)할 때 조건을 넣어 잘못된 데이터를 막을 수 있다. (유효성 검사)
- 읽기와 쓰기 권한을 제어하기 위해 :
- 필드를 공개하면 클래스 외부에서 읽기만 해야 하는 값도 수정이 가능하게 됨.
- 읽기만 해야 하는 값은
get만 설정하는 식으로 읽기 전용 프로퍼티로 만들 수 있음. (반대의 경우도 가능)
- 데이터를 안전하게 보호하기 위해 :
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정적 할당과 동적 할당
- 정적 할당 (Static Allocation)
- 미리 정해진 크기의 공간을 할당하는 방식
- 스택이라는 메모리 공간을 사용
- 메모리를 스스로 해제할 필요가 없음. (메서드가 끝나면 스택에서 자동으로 정리된다.)
- 동적 할당 (Dynamic Allocation)
- 크기가 고정되지 않고, 프로그램이 실행되는 동안에도 원하는 만큼 공간을 사용할 수 있다.
- 힙이라는 메모리 공간을 사용
- 동적 할당한 메모리는 직접 관리해주어야 함. (단,
.NET사용시 가비지 컬렉터가 자동으로 정리해줌)
- 정적 할당 vs 동적 할당
특징 정적 할당 동적 할당 크기 고정됨 유동적 (실행 중에 변경 가능) 메모리 위치 스택(Stack) 힙(Heap) 성능 빠름 (컴파일 타임에 관리) 느림 (런타임에 관리) 메모리 관리 자동으로 정리 직접 해제하거나 가비지 컬렉터 의존 유연성 제한적 매우 유연함
- 정적 할당 (Static Allocation)
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상속의 특징
- 부모 클래스의 멤버에 접근:
- 자식 클래스는 상속받은 부모 클래스의 멤버에 접근 가능
- 이를 통해 부모 클래스의 기능을 재사용할 수 있다.
//부모 클래스 public class Animal { public string Name { get; set; } public int Age { get; set; } } //자식 클래스 1 public class Dog : Animal { public void Bark() { Console.WriteLine($"{Name} is bark"); } } //자식 클래스 2 public class Cat : Animal { } static void Main(String[] args) { //부모 클래스에 Name이 있기 때문에 //따로 선언하지 않아도 Name 이용 가능 Dog dog = new Dog(); dog.Name = "Bobby"; dog.Age = 3; dog.Bark(); }[결과] Bobby is bark
- 매서드 재정의:
- 자식 클래스는 부모 클래스의 메서드를 재정의하여 자신에게 맞게 수정할 수 있다.
- 이를 통해 다형성(Polymorphism)을 구현할 수 있음.
//부모 클래스 public class Animal { public string Name { get; set; } public int Age { get; set; } public void Eat() { Console.WriteLine("Animal is eating."); } } //자식 클래스 1 public class Dog : Animal { //부모 클래스의 메서드 재정의 public void Eat() { Console.WriteLine($"{Name} is eating."); Console.WriteLine($"{Name} looks very happy!"); } } //자식 클래스 2 public class Cat : Animal { } static void Main(String[] args) { Dog dog = new Dog(); dog.Name = "Bobby"; dog.Age = 3; dog.Eat(); //Dog에서 재정의한 Eat()이 실행됨 }[결과] Bobby is eating. Bobby looks very happy!
- 그러나 위와 같은 방법으로 코드를 짜면 부모 클래스의 메서드가 숨겨지게 되는데, 사실 이런 식으로 재정의를 하는 것은 좋은 방법이 아님. (다른 방법은 후술하겠음)
- 상속의 깊이:
- 클래스는 다수의 계층적인 상속 구조를 가질 수 있다.
- 즉, 부모 클래스가 또 다른 클래스의 자식 클래스가 될 수도 있음. (부모 클래스를 상속 받는 자식 클래스, 자식 클래스를 상속 받는 손자 클래스…)
- 상속의 깊이가 깊어질수록 클래스 간의 관계가 복잡해질 수 있으므로 적절한 선으로 이용하는 것이 중요.
- 부모 클래스의 멤버에 접근:
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다형성
- 한 가지 형태의 코드가 여러 가지 모양으로 동작할 수 있는 것을 의미
- 사실 위의 예시처럼 코드를 짜면 부모 클래스의 메서드가 숨겨지게되는데, 이런 식으로 재정의를 숨기면서 진행을 하는 건 좋은 방법이 아님.
- 상속을 하면서도 다형성을 유지하는 방법은
가상 메서드,추상 메서드,오버라이드와오버로딩이 있다.
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가상 메서드를 사용해야 하는 이유
- 우리가 Cat을 Cat으로, Dog을 Dog로 사용한다면 숨겨서 사용해도 큰 문제는 없음.
- 그러나 Dog와 Cat의 갯수가 많아져 그 둘을 부모 클래스(Animal)로 한 번에 관리해주게 된다면, 다음과 같은 문제가 생김:
List<Animal> animalList = new List<Animal>(); animalList.Add(new Dog()); animalList.Add(new Cat()); foreach (Animal animalList in list) { animalList.Eat(); } [결과] Animal is eating. Animal is eating. - 위처럼 코딩을 하면 우리는 하나는 수정하지 않은 Eat, 하나는 Dog에서 재정의한 Eat이 실행될 거라고 기대하지만, 실제로 실행하면 수정하지 않은 Eat 메서드만 두 번 실행됨.
- 이유: List는 Dog가 아닌 Animal을 참조하고 있기 때문에, Dog에서 따로 재정의한 Eat 메서드 보다 Animal의 Eat 메서드 쪽이 더 가깝기 때문.
- 이런 문제를 해결하기 위해서는
가상 메서드가 필요하다.
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가상 메서드(Virtual Method)
- 부모 메서드에
virtual을 붙임으로서 날 상속한 자식들이 재정의 할 수 있는 메서드인 것을 미리 알려줄 수 있음. - 상속 받은 메서드를 자식 클래스에서 재정의 할 때는
override를 붙여줌으로서 내가 이 메서드를 재정의 했음을 알려주어야 함. - 아래는 가상 메서드를 적용한 코드:
//부모 클래스 public class Animal { public string Name { get; set; } public int Age { get; set; } //자식들이 재정의를 할 수도 있다고 virtual로 알려줌 public virtual void Eat() { Console.WriteLine("Animal is eating."); } } //자식 클래스 1 public class Dog : Animal { //재정의 한 메서드임을 override로 알려줌 public override void Eat() { Console.WriteLine($"{Name} is eating."); Console.WriteLine($"{Name} looks very happy!"); } } //자식 클래스 2 public class Cat : Animal { } static void Main(String[] args) { List<Animal> animalList = new List<Animal>(); animalList.Add(new Dog()); animalList.Add(new Cat()); foreach (Animal animalList in list) { animalList.Eat(); } } [결과] Bobby is eating. Bobby looks very happy! Animal is eating.
- 부모 메서드에
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추상클래스와 메서드 (Abstract Class, Abstract Method)
- 직접적으로 인스턴스를 생성할 수 없는 클래스
- 주로 상속을 위한 베이스 클래스로 사용된다.
- 추상 클래스는
abstract키워드를 사용하여 선언되며, 추상 메서드를 포함할 수 있다. - 추상 메서드는 구현부가 없는 메서드로, 자식 클래스에서 반드시 구현되어야 한다.
- 구현하지 않으면 아래처럼 오류가 남 :
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가상메서드와 추상메서드의 차이
- 가상메서드(virtual):
- 구현이 되어 있을 수도 있고 없을 수도 있음
- 구현이 되어있다면 자식의 메서드를 사용하고, 아니면 부모메서드를 사용.
- 추상메서드의(abstract):
- 무조건 재정의 되어있음
- 부모 클래스에는 빈 메서드만 있으므로 무조건 자식의 메서드를 사용.
- 가상메서드(virtual):
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오버라이딩과 오버로딩
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오버라이딩
- 부모 클래스에서 이미 정의된 메서드를 자식 클래스에서 재정의 하는 것을 의미.
- 가상메서드와 추상메서드를 사용한 코드들이 이에 속한다. (Animal과 Dog와 Cat)
- 상속 관계에 있는 클래스 간에 발생하며, 메서드의 이름, 매개변수 및 반환 타입이 동일해야 함.
- 오버라이딩을 통해 자식 클래스는 부모 클래스의 메서드를 재정의하여 자신에게 맞는 동작을 구현할 수 있다.
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오버로딩
- 동일한 메서드 이름을 가지고 있지만, 매개변수의 개수, 타입 또는 순서가 다른 여러 개의 메서드를 정의하는 것을 의미한다.
- 오버로딩을 통해 동일한 이름을 가진 메서드를 다양한 매개변수 조합으로 호출할 수 있다.
- 우리가 자주 사용하는 WriteLine도 오버로딩을 사용한 메서드.
- WriteLine이 오버로딩 되어있기 때문에 우리는 다양한 작성 형식을 사용할 수 있다.
- 정수형 변수를 넣는다던가, 문자열 변수를 넣는다던가,
“ ”를 통해 문자열을 직접 입력한다던가,+를 이용해 둘 다 넣는다던가… 모두 오버로딩이 되어있기 때문에 사용할 수 있는 것.
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제너릭(Generic)
- 클래스나 메서드를 일반화시켜 다양한 자료형에 대응할 수 있는 기능 (입력 받는 값에 따라 자료형이 결정된다는 점에서 var와 비슷한 느낌!)
- 제너릭 클래스나 메서드에서 사용할 자료형은 선언 시점이 아닌 사용 시점에 결정됨.
- 선언 할 때는
<T>형태의 키워드를 이용하여 제너릭을 선언. - 사용할 때는
<T>대신 구체적인 자료형을 넣어준다. - 아래 코드는 Stack 클래스를 제너릭을 이용하여 만든 뒤, Main에서 int와 string 형식으로 사용하는 코드이다 :
class Stack<T> { private T[] elements; private int top; public Stack() { elements = new T[100]; top = 0; } public void Push(T item) { elements[top++] = item; } public T Pop() { return elements[--top]; } }//Stack<T> static void Main(String[] args) { Stack<int> intStack = new Stack<int>(); intStack.Push(1); intStack.Push(2); intStack.Push(3); Console.WriteLine(intStack.Pop()); Stack<string> stringStack = new Stack<string>(); stringStack.Push("하나"); stringStack.Push("둘"); stringStack.Push("셋"); Console.WriteLine(stringStack.Pop()); }//Main [결과] 3 셋 - 컬렉션의 선언 방식을 다시 한 번 살펴보면, 각 컬렉션 또한 제너릭을 이용하는 것을 알 수 있다.
List<int> numbers = new List<int>(); Dictionary<string, int> scores = new Dictionary<string, int>(); Stack<int> stack1 = new Stack<int>(); Queue<int> queue1 = new Queue<int>();
- out, ref 키워드
- 변수를 참조 형태로 전달하는데 사용. (C++의 포인터와 유사)
- 두 키워드를 사용하면 변수의 값이 메서드 안에서 변경될 수 있음.
- 둘의 차이점은 다음과 같다 :
특징 refout초기화 여부 호출 전에 반드시 초기화해야 함 호출 전에 초기화할 필요 없음 메서드 내 초기화 여부 초기화는 선택 사항 반드시 초기화해야 함 사용 목적 값을 수정하고 다시 가져올 때 사용 값을 전달받기 위해 사용 - out
- 변수를 전달하기 전, 변수를 초기화 하지 않아도 됨.
- 대신 메서드 안에서 반드시 변수에 값을 넣어주어야 함. (메서드 안이 비어있거나 받은 변수에 값을 할당하지 않으면 오류가 난다.)
- “빈 그릇을 줄 테니, 여기에 값을 넣어서 가져와라!” 라는 느낌.
- ref
- 변수를 전달하기 전, 반드시 변수 안에 값이 있어야 함. (전달값이 있어야 함)
- 대신 메서드 안을 비워두어도 오류가 나지 않음.
- "이미 준비된 물건을 가져와서 고치겠다!"는 느낌.
📍겪은 어려움
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이름 ‘Console.WriteLine’이(가) 현재 컨텍스트에 없습니다.
abstract를 이용한 실습 중이었는데, 다음과 같은 오류가 일어남.- 검색했을 때 Console이나 System을 소문자로 입력하면 나타나는 오류라고 나왔는데, 나는 해당사항이 없었음.
- 알고보니 부모 클래스에 있는 Draw메서드를 재정의 해주어야 하는 상황에서 실수로 Console.WriteLine부분만 입력해 일어난 오류였다.
📍회고 및 반성
- 나중에 내가 배운걸 잊었을 때 다시 보고 참고할 수 있도록 최대한 정성껏 정리했다…
- 후반으로 갈 수록 모르는 개념들이 많아져서 이해하는데 시간이 오래걸리는 것 같음.
- 아직은 생소하게 느껴지는 개념들이지만, 빠르게 익숙해질 수 있도록 배운 걸 많이 사용해볼 것! 아자!
