Section1-객체지향 프로그래밍기초

솜씨좋은 개발자·2022년 7월 20일

Section1

목록 보기

9/18

📖 학습목표

객체지향 프로그래밍
클래스와 객체
객체 생성 방법

현실과 프로그래밍에서의 객체

객체는 실재하는 어떤 대상을 의미하는 것으로, 우리 주변의 책, 볼펜, 컴퓨터 등이 객체에 해당한다. 좀더 포괄적으로는 우리가 보고 느끼고 인지할 수 있는 모든 것을 의미한다. 이러한 객체를 프로그래밍에 활용하는 것이 객체지향 프로그래밍이다. 객체지향 프로그래밍은 실제 세계를 컴퓨터상에서 활용할 수 있는 방식으로, "프로그래밍에서 필요한 데이터를 한 데 모아 추상화시켜 상태와 행위를 가진 객체를 만들고 그 객체들 간의 유기적인 상호작용을 통해 특정 기능을 구성"하는 프로그래밍 방법론이다.

객체 하나하나가 부품이라면 객체를 조립해 만든 완성품이 하나의 프로그램이다. 객체 하나를 만들었을 때 그 객체는 하나의 독립적인 기능을 담당하고 이러한 각 기능들이 모여 하나의 프로그램이 만들어지는 것이다. 이미 만들어놓은 객체는 나중에 그 기능이 다시 필요할 때 재활용해 사용할 수 있고 새로운 기능을 만들 때에도 기존의 기능을 수정해 만들 수도 있다.

객체지향의 장점

프로그램 개발 및 유지 보수에 드는 비용과 시간을 획기적으로 줄일 수 있고, 객체를 통해 데이터를 관리하여 데이터를 손실 없이 관리하기에 용이하다.

클래스(Class)

객체를 정의한 '설계도(blueprint)' 라 정의할 수 있다. 즉, 클래스는 객체를 생성하기 위한 설계이며, 객체는 설계도에 해당하는 클래스에 따라 만들어진 대상이다.
클래스를 통해 생성된 객체를 클래스의 인스턴스(instance)라 한다.

class 클래스명 { // 클래스 정의
	-- 생략 --
}

클래스는 네 가지 구성요소 필드(field), 메서드(method), 생성자(constructor), 그리고 이너 클래스(inner class) 로 구성된다.

(1) 필드 - 클래스의 속성을 나타내는 변수로, 차로 예를 들면 모델명, 컬러, 바퀴의 수 등이다.
(2) 메서드 - 클래스의 기능을 나타내는 함수로, 차를 예로 들면 시동걸기, 가속하기, 정지하기 등이다.
(3) 생성자 - 클래스의 객체를 생성하는 역할을 한다.
(4) 이너 클래스 - 클래스 내부의 클래스를 말한다.

1	public class ExampleClass {
2		int x = 10; // (1)필드
3		void printX() {...} // (2)메서드
4		ExampleClass {...} // (3)생성자
5		class ExampleClass2 {...} // (4)이너 클래스
6	}

위의 구성 요소들 중 생성자를 제외한 나머지 3가지 요소를 클래스의 멤버(member)라 부른다.
클래스는 속성(state)와 기능(behavior)을 가지는데 이는 각각 필드와 메서드에 해당한다. 속성과 기능은 해당 클래스와 관련된 데이터로 구성된 집합이다.

객체(Object)

객체는 속성과 기능이라는 두 가지 구성요소로 이뤄져있다. 일반적으로 하나의 객체는 다양한 속성과 기능의 집합으로 이뤄져 있고, 이러한 속성과 기능은 이너클래스와 함께 객체의 멤버(member)라고 한다.

객체 생성 방법

클래스명 참조_변수명 = new 생성자();

new 키워드와 생성자를 통해 클래스의 객체를 생성한다는 것은 해당 객체를 힙 메모리에 넣고 그 주소값을 참조변수에 저장하는 것과 같다. 참조변수는 객체의 실제 값이 아닌 힙에 저장되어 있는 주소값을 가리키게 된다.
한편 생성자로 만들어진 인스턴스는 힙 메모리 영역에 들어간다.
또한, 메서드의 구현 코드는 클래스 영역에 저장되고 객체 안에서는 그 위치를 가리키고 있다.
즉 같은 클래스로 만든 모든 객체는 동일한 메서드 값을 공유하기 때문에 여러 번 같은 메서드를 선언해주는 것이 아니라 한번만 저장해두고 필요한 경우에만 클래스 영역에 정의된 메서드를 찾아 사용할 수 있는 것이다.

	public static void main(String[] args) {

	Car bmw = new Car(); // Car 클래스로 만들어진 bmw 인스턴스
	Car tesla = new Car(); // Car 클래스로 만들어진 tesla 인스턴스
	Car audi = new Car(); // Car 클래스로 만들어진 audi 인스턴스
}

객체의 생성과 관련해서 자바에서 매우 중요한 메모리의 개념을 포함해서 조금만 더 자세하게 풀어보겠습니다.

먼저 참조 변수는 앞서 설명한대로 실제 데이터 값을 저장하는 것이 아니라 실제 데이터가 위치해있는 힙 메모리의 주소를 저장하는 변수를 의미합니다.

따라서 우리가 new 키워드와 생성자를 통해 클래스의 객체를 생성한다는 것은 해당 객체를 힙 메모리에 넣고 그 주소값을 참조변수에 저장하는 것과 같습니다. 매우 중요한 부분이기 때문에 그림을 통해서 좀 더 살펴보도록 하겠습니다.

그림에서 클래스 Person과 참조 변수 p는 각각 클래스 영역과 스택 영역에 저장된다.

한편 생성자로 만들어진 인스턴스는 힙 메모리 영역에 들어가며 객체 내부에는 클래스의 멤버들이 위치한다. 참조변수는 객체의 실제 값이 아닌 힙에 저장되어 있는 주소값을 가리키게 된다.

메서드의 구현 코드의 위치는 클래스 영역에 저장되고 객체 안에서는 그 위치를 가리키고 있다.

즉 같은 클래스로 만든 모든 객체는 동일한 메서드 값을 공유하기 때문에 여러 번 같은 메서드를 선언해주는 것이 아니라 한번만 저장해두고 필요한 경우에만 클래스 영역에 정의된 메서드를 찾아 사용할 수 있는 것이다.

정리하면,
생성된 객체에서 필드값은 실제 저장공간이 객체 내부에 있다는 것과 메서드는 다른 영역에 하나만 저장해놓고 공유한다는 것이다.

객체의 활용

. 은 포인트 연산자라고도 불리는데, 해당 위치에 있는 객체를 가리키는 표현이다.
이 . 을 활용하여 특정 인스턴스의 필드와 메서드, 즉 객체의 멤버들에 접근할 수 있다.

1 참조 변수명.필드명 // 필드값 불러오기
2 참조 변수명.메서드명() // 메서드 호출

public class CarTest {
    public static void main(String[] args) {
        Car tesla = new Car("Model 3", "빨강"); // 객체 생성. 

        System.out.println("내 차의 모델은 " + tesla.model + "이고 " + "색은 " + tesla.color + "입니다."); // 필드 호출
        tesla.power(); // 메서드 호출
        tesla.accelerate();
        tesla.stop();
    }
}

class Car {
    public String model; // 필드 선언
    public String color;

    public Car(String model, String color) { // 인스턴스 초기화를 위한 생성자 함수. 이후 챕터에서 학습 예정.
        this.model = model;
        this.color = color;
    }

    void power() { // 메서드 선언
        System.out.println("시동을 걸었습니다.");
    }

    void accelerate() {
        System.out.println("더 빠르게!");
    }

    void stop(){
        System.out.println("멈춰!!");
    }
}

// 출력값
내 차의 모델은 Model 3이고 색은 빨강입니다.
시동을 걸었습니다.
더 빠르게!
멈춰!!

위의 코드에서, Car클래스에서 model과 color의 속성과 power(), accelerate(), stop() 기능을 정의했다.

그리고 CarTest 클래스 안에서 tesla 인스턴스를 만들어 앞서 정의한 속성과 기능을 println() 메서드를 통해 출력한다.