클래스
객체지향의 특징
-
캡슐화
- 관련된 데이터와 기능을 하나의 단위로 묶는 것
- 클래스를 사용하여 정보를 은닉, 외부에서 직접적인 접근을 제한하여 안정성과 유지보수성을 높인다
-
상속
- 두 클래스 간 공통되는 부분을 부모 클래스로 만들어 상속받아 중복을 줄이고 유지보수성을 높인다
-
다형성
- 하나의 메서드를 클래스마다 다르게 작성해 필요한 기능을 구현할 수 있다.
-
추상화
- 세부 구현을 감추고 핵심 개념에 집중하여 이해와 유지보수성을 높인다
-
객체
- 객체 상태와 행동을 가지며 실제 개체나 개념을 모델링하여 모듈화와 재사용성을 높인다.
구성요소
- 필드 : 클래스에서 사용되는 변수
- 메서드 : 클래스에서 수행되는 동작
- 생성자 : 생성 시 호출되는 함수
- 소멸자 : 파괴 시 호출되는 함수
클래스
- 객체를 생성하기 위한 템플릿, 설계도, 붕어빵틀
- 객체를 만들기 위해선 클래스를 사용하여 인스턴스를 만든다.
- 속성(필드)과 동작(메서드)를 가진다.
객체
- 클래스의 인스턴스. 클래스의 실체화된 형태. 붕어빵
- 클래스로부터 생성되며, 각 객체는 독립적인 상태
클래스 선언과 인스턴스
- 클래스는 데이터와 메서드를 하나로 묶는 사용자 정의 타입
- 레퍼런스 타입
구조체 vs 클래스
- 구조체와 클래스 모두 사용자 정의 형식
- 구조체 : 값 형식 (밸류 타입) - 스택에 할당되고 복사할때 값이 복사
- 클래스 : 참조 형식 (레퍼런스 타입) - 힙에 할당되고 참조로 전달되므로 성능에서 차이가 있음
- 구조체는 상속을 받을 수 없지만 클래스는 단일 상속 및 다중 상속이 가능
- 구조체는 작은 크기의 데이터 저장이나 단순한 데이터 구조에 적합
클래스는 더 복잡한 객체를 표현하고 다양한 기능을 제공
Struct AAAA{
~~
}
AAAA a; // 값 타입이기 때문에 그 자체로 값으로 사용할 수 있는 것.
class BBBB{
~~
}
BBBB b = new BBBB(); // 레퍼런스 타입이기 때문에 메모리 공간을 만들고 값을 연결해주는 것.
접근 제한자
- 필드, 메서드에 대해서 접근 가능 범위를 설정하는 것
- public : 외부에서 자유롭게 접근 가능
- private : 내부에서만 접근 가능
- protected : 상속받은 클래스에서만 접근 가능
필드와 메서드
- 필드 : 클래스 내 변수
- 보통은 private로 만들고, 접근할 수 있는 함수나 프로퍼티를 제공
- 함부로 접근하면 작동에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문
- 메서드 : 클래스 내 함수
- 보통 public로 만들고, 외부에소 호출할 수 있게 함
Player p = new Player();
// Player p : 플레이어라는 객체를 담을 공간
// new Player() : 실제 플레이어 객체생성자와 소멸자
생성자
- 객체가 생성될때 호출되는 특별한 메서드
- new 키워드와 함께 호출
- 클래스와 동일한 이름
- 반환 타입 없음
- 객체 초기화 과정에서 필요한 작업을 수행
- 오버로딩 가능
기본적으로 매개변수가 없는 디폴트 생성자가 자동으로 생성됨.
사용자가 따로 정의한 생성자가 없다면 디폴트 생성자는 생성되지 않음.
소멸자
- 객체가 파괴, 소멸될 때 호출되는 특별한 메서드
- 클래스와 동일한 이름을 가지며 이름 앞에 ~기호를 붙여 표현
- 반환 타입 없음
- 객체 사용이 종료되고 메모릭 해제될 때 자동으로 호출되어 필요한 정리 작업 수행
- C#은 가비지 컬렉터가 메모리를 해제하므로 소멸자를 호출하는 것은 일반적으로 권장되지 않음
- 오버로딩 불가능
- 역할
- 자원 해제: 파일핸들, 네트워크, DB 연결 등 외부 리소스 사용할 경우 소멸자로 리소스 해제 가능
- 메모리 해제 : 객체가 사용한 메모리를 해제하고 관련된 자원 정리 가능
- 로깅, 디버깅 : 소멸 시점에 로깅 작업이나 디버깅 정보 기록 가능
프로퍼티
- 필드 값은 private로 선언됨
- 외부에서 접근하려면 프로퍼티를 만들어서 접근할 수 있도록 제어함
- 필드에 접근할 때 추가 작업이 가능함
[접근 제한자] [데이터 타입] 프로퍼티명{
get {}
set {}
}
class Person{
private string _name;
private float _hp;
public float HealthPoint{
get { return _hp; }
set {
_hp = value < 0f ? 0f : value;
}
}
}접근 제한자 적용 & 유효성 검사
class Person{
private string _name;
private int _age;
// 프로퍼티 자체에는 접근 가능하지만
// set 부분은 내부에서만 가능하도록 제한한 경우
public string Name{
get { return _name; }
private set { _name = value; }
}
// 유효성 검사
public int Age{
get { return _age; }
set {
if(value >= 0)
_age = value;
}
}
}자동 프로퍼티
- 따로 프로퍼티를 구현하지 않아도 자동으로 필드 역할까지 수행.
- 자동 프로퍼티를 만들어두고 나중에 필요하면 분리해서 작성할 수 있음.
class Person{
public string Name { get; set; }
public int Age { get; set; }
tip
- OOP 원칙을 지키도록 노력 -> 유지보수를 위한 방한
- 프로퍼티를 사용해서 접근을 제어하면 코드 안정성과 가독성 향상 가능
- 클래스 접근 제한자를 적절히 사용하여 필요한 부분만 외부에서 접근 가능하도록 설정하는 것이 좋음
상속과 다형성
상속
- 부모 클래스로부터 확장하거나 재사용하기 위해 자식 클래스 / 하위 클래스를 생성함
- 자식 클래스는 부모 클래스의 필드, 메서드를 상속받아 사용할 수 있다.
- 상속으로 부모 클래스의 기능을 확장하거나 수정하여 새로운 클래스로 정의 가능
장점
- 재사용성
- 계층 구조 표현 가능
- 유지보수성 향상
종류
- 단일 상속
- 하나의 부모 클래스만 상속 받는 것
- C#은 단일 상속만 지원
- 다중 상속
- 여러 부모 클래스를 동시에 상속 받는 것
- C#은 다중 상속을 지원하지 않음
- 인터페이스 상속
- 클래스가 인터페이스를 상속 받는 것
- 인터페이스 다중 상속 가능
- 하나의 클래스, 여러 인터페이스를 다중 상속 받는 것이 가능.
특징
- 부모 클래스에 대한 멤버 접근
- 부모 클래스의 멤버에 접근 가능하고 재사용 가능
- 재정의
- 부모 클래스의 메서드를 재정의하거나 확장 가능
- 상속의 깊이
- 단일 상속을 반복해서 상속 구조를 가질 수 있음
- 깊어질 수록 관계가 복잡해지므로 적절한 깊이를 유지하고 적절하게 사용하는 것이 중요
접근 제한자와 상속
- 접근 제한자는 상속 관계에서 중요
- 부모 클래스 멤버의 접근 제한자에 따라 자식 클래스에서 멤버에 대한 접근 범위가 결정됨
- 접근 제한자로 가시성을 조절해 캡슐화와 정보 은닉 구현 가능
public class Animal{
public string Name { get; set; }
public string Age { get; set; }
public void Eat(){
Console.WriteLine("Animal is eating.");
}
public void Sleep(){
Console.WriteLine("Animal is sleeping.");
}
}
public class Dog : Animal{
public void Bark(){
Console.WriteLine("Dog barks.");
}
}
public class Cat : Animal {
public void Meow(){
Console.WriteLine("Cat meows.");
}
// 부모 sleep보다 cat의 sleep을 먼저 사용
// 이렇게 하기 보다는 virtual을 붙여서 override 하는 것이 더 바람직.
// 이 방법은 다형성을 유지하는 방법은 아님. 그냥 재정의 방식임
public void Sleep(){
Console.WriteLine("Cat is sleeping.");
}
} 다형성
가상 메서드
- 부모 클래스에서 정의되고 자식 클래스에서 재정의됨
- virtual 키워드를 사용하여 선언되며 자식 클래스에서 필요에 따라 재정의
- 이 방식으로 자식 클래스는 부모 클래스를 확장하거나 재사용함
public class Unit
{
// 자식에서 재정의 가능하도록 virtual 설정
// virtual이 붙으면 실제 형태가 다를 수 있으니 실형태에 재정의 되었는지 확인하도록 함
public virtual void Move(){
Console.WriteLine("두발로 걷기");
}
public void Attack(){
Console.WriteLine("Unit 공격");
}
}
public class Marine : Unit
{
}
public class Zergling : Unit
{
// 저글링을 단일 형태로 쓰면 상관 없겠으나,
// 이 클래스의 부모 클래스로 접근하여 사용할 때는 문제가 생길 수 있음.
public void Move(){
Console.WriteLine("네발로 걷기");
}
// 이렇게 오버라이드하면 부모 클래스에서 호출해도 문제 없음.
public override void Move(){
Console.WriteLine("네발로 걷기");
}
}
static void Main(string[] args){
List<Unit> units = new List<Unit>();
units.Add(new Marine());
units.Add(new Zergling());
for(int i = 0; i < units.count; i++){
units[i].Move();
// 결과 모두 두발 걷기 출력
// 부모 클래스로 접근해서 부모 클래스의 Move()가 더 가까운 것.
// override하면 저글링은 네발 걷기 출력
}
}추상 클래스
- 직접적인 인스턴스를 생성할 수 없는 부모 클래스
- 주 사용 방법은 베이스 클래스
- abstract 키워드로 선언
- 추상 메서드는 구현부가 없는 메서드로 자식 클래스에서 반드시 구현되어야 함. (인터페이스 같이)
추상클래스를 상속받은 하위 클래스들은 무조건 추상 메서드가 있다는 것을 보장할 수 있음.
// 추상 클래스
public abstract class Shape{
public abstract void Draw();
}
class Circle : Shape{
// 반드시 구현해야하는 추상 메서드
public override void Draw(){
Console.WriteLine("Drawing Circle.");
}
}
class Square : Shape{
// 반드시 구현해야하는 추상 메서드
public override void Draw(){
Console.WriteLine("Drawing Square.");
}
}
static void Main(string[] args){
// Shape s = new Shape(); // 불가능
List<Shape> shapes = new List<Shape>();
shapes.Add(new Circle());
shapes.Add(new Square());
for(int i = 0; i < shapes.count; i++){
shapes[i].Draw();
}
}오버라이딩 vs 오버로드
- 오버라이딩 overriding
- 상속 관계에서 발생
- 부모 클래스에서 이미 정의된 메서드를 자식 클래스에서 재정의하는 것
- 매개변수, 반환값 동일
- 오버로드 overload
- 같은 이름의 메서드를 매개변수의 타입, 순서, 종류에 따라 여러 개의 메서드로 정의하는 것
- 같은 기능을 하는 메서드를 다른 방식으로 호출하는 것
(다양한 매개변수의 조합으로 호출하는 것) - 매개변수 구성이 다름, 반환값 동일
고급 문법 및 기능
제너릭 Generic
- 클래스나 메서드를 일반화시켜 다양한 자료형에 대응할 수 있는 기능
- 코드를 하나만 짜놓고 다양한 자료형을 쓸 수 있게하는 것 = 재사용성
- <T> 형태 키워드 사용
- 선언이 아닌 사용 시점에서 사용할 자료형이 결정됨
- 사용 시, <T>에 구체적인 자료형을 넣어줌
예시
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];
}
}
static void Main(string[] args){
Stack<int> intStack = new Stack<int>();
intStack.Push(1);
intStack.Push(2);
intStack.Push(3);
Console.WriteLine(intStack.Pop()); // 3
}
예시 : 제너릭 2개 이상 사용
- 클래스 내부에서 T1, T2로 구분해서 사용.
- 다른 문자도 가능하지만 일반적으로 T or Tn 형태로 사용
class Pair<T1, T2>{
public T1 First { get; set; }
public T2 Second { get; set; }
public Pair(T1 first, T2 second)
{
First = first;
Second = second;
}
public void Display()
{
Console.WriteLine($"First: {First}, Second: {Second}");
}
}Pair<int, string> pair1 = new Pair<int, string>(1, "One");
pair1.Display();
Pair<double, bool> pair2 = new Pair<double, bool>(3.14, true);
pair2.Display();out, ref
- out, ref 메서드에서 매개변수를 참조하여 전달할 때 사용.
- out : 반환값으로 받던 것들을 매개변수로 넘겨서 반환받을 수 있음.
- out으로 받은 매개변수는 반드시 메서드에서 값을 초기화(변경)해주어야 한다.
- ref : 매개변수를 수정하여 원래 값에 영향을 줄 수 있어 주의할 것.
- ref로 받은 변수를 변경하지 않아도 에러가 나지 않음.
- out, ref를 이용하면 메서드로 값을 반환하는 것이 아니라, 매개변수를 이용하여 값을 전달할 수 있다.
static void Divide(int a, int b, out int qu, out int remain){
// a, b는 값을 복사해서 받는 것 -> 변경해도 원본 변수에 영향 x
// out으로 받은 변수들은 참조해서 받은 것 -> 변경하면 원본 변수에도 반영
qu = a / b;
remain = a % b;
}
int quotient, remainder;
Divide(7, 3, out quotient, out remainder);
Console.WriteLine($"{quotient}, {remainder}"); // 출력 결과: 2, 1
// ref 키워드 사용 예시
void Swap(ref int a, ref int b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
int x = 1, y = 2;
Swap(ref x, ref y);
Console.WriteLine($"{x}, {y}"); // 출력 결과: 2, 1
주의사항
- 값의 변경 가능성
- ref 매개변수 사용 시 메서드 내에서 해당 변수의 값을 직접 변경할 수 있다.
즉, ref 사용 시 값이 변조되었을 수 있다는 것을 생각해야한다.
- ref 매개변수 사용 시 메서드 내에서 해당 변수의 값을 직접 변경할 수 있다.
- 성능 이슈
- ref 매개변수는 복사가 없으므로 성능상으로 장점.
단, 너무 많은 매개변수를 ref로 전달하면 코드의 가독성이 떨어지고 유지보수가 어려워진다.
적절한 상황에서 ref를 사용하는 것이 좋다.
- ref 매개변수는 복사가 없으므로 성능상으로 장점.
- 변수 변경 여부 주의
- out은 반드시 메서드 내에서 값이 할당됨.
out으로 변수를 전달할 때는 변수의 이전 값이 유지되지 않는다.
- out은 반드시 메서드 내에서 값이 할당됨.
만성피로 개발자