[Java] 클래스와 객체 + Python과 비교

전주은·2023년 3월 5일

✔ 클래스와 객체의 개념과 차이점

클래스(class)는 객체(object)를 만들기 위한 설계도(blueprint)이며, 객체는 클래스의 인스턴스(instance)이다.
클래스는 객체를 만들기 위한 변수와 메서드들을 정의하고, 객체는 클래스를 바탕으로 생성된다. 객체는 클래스에 정의된 변수와 메서드들을 사용할 수 있다.
클래스는 추상적인 개념이며, 객체는 실제로 존재하는 구체적인 개념이다.
클래스는 객체를 생성하기 위한 설계도이지만, 객체는 실제로 메모리상에 할당되어 사용된다.

👀 인스턴스란?
클래스(class)에서 정의된 틀을 바탕으로 실제로 메모리 상에 할당되어 생성된 것

✔ 클래스 변수와 인스턴스 변수

클래스 변수는 클래스의 모든 인스턴스에서 공유되는 변수이며, 인스턴스 변수는 각 인스턴스마다 고유한 변수이다.
클래스 변수는 static 키워드를 이용해 선언된다.(보통 상수나 공유되는 값들을 클래스 변수로 사용)
클래스 변수는 클래스가 로드될 때 생성되며, 해당 클래스에 대한 인스턴스가 생성되기 이전에도 사용할 수 있다.
인스턴스 변수는 클래스 내부에서 선언되며, 각 인스턴스마다 독립적인 값을 가지며 인스턴스마다 서로 다른 값을 가질 수 있다. 인스턴스 변수는 인스턴스가 생성될 때마다 초기화되며, 생성자를 통해 초기값을 설정할 수도 있다.

public class Car {
    private static int count; // 클래스 변수
    private String name; // 인스턴스 변수

    public Car(String name) {
        this.name = name;
        count++; // 클래스 변수 값 증가
    }

    public static int getCount() { // 클래스 메소드
        return count;
    }

    public String getName() { // 인스턴스 메소드
        return name;
    }
}

✔ 생성자와 메소드

Java에서 생성자(constructor)와 메소드(method)는 모두 클래스 내부에서 정의되는 함수(function)이며, 객체 지향 프로그래밍에서 중요한 역할을 수행한다.

생성자(Constructor)

클래스로부터 객체를 생성할 때 호출되는 특별한 메소드이다.
객체를 초기화하는 역할을 수행한다.
객체를 생성하는 과정에서 생성자는 자동으로 호출되며, 객체를 생성할 때 인스턴스 변수의 초기값을 설정할 수 있다.
생성자는 반환값을 갖지 않으며, 클래스 이름과 동일한 이름으로 정의된다.

public class MyClass {
    public MyClass() { // 생성자
        // 객체 초기화 코드
    }
}

메소드(Method)

메소드는 클래스 내부에서 정의되어 있는 함수(function)이며, 객체의 동작을 정의하는 데 사용된다.
메소드는 인자(argument)를 받을 수 있으며, 반환값을 가질 수도, 가지지 않을 수도 있다.
메소드를 사용하여 객체의 상태를 변경하거나, 객체의 정보를 반환하는 등의 역할을 수행한다.

public class MyClass {
    public void myMethod() { // 메소드
        // 메소드 코드
    }
}
접근제어자 [static] 반환타입 메소드이름([매개변수1, 매개변수2...내가원하는 만큼]){
    메소드이름이 호출되면 실행할 문장;
    ...
    [return 반환값]
}

다른 클래스의 static 메소드를 호출하는 법
클래스명.메소드명()
static 이 없을땐 객체를 생성해서 사용해야한다.

👀 인자(argument)란?
함수나 메서드를 호출할 때 함수나 메서드에 전달되는 값

✔ 접근 제한자와 캡슐화

👀 접근 제한자(access modifier)란?
클래스의 멤버(변수, 메소드)에 대한 접근을 제한하는 키워드

접근제어자 종류

private: 같은 클래스 내부에서만 접근 가능합니다.
default(package-private): 같은 패키지 내부에서만 접근 가능합니다.
protected: 같은 패키지 내부이거나 해당 클래스를 상속받은 외부 패키지의 클래스에서 접근 가능합니다.
public: 모든 클래스에서 접근 가능합니다.

👀 캡슐화(encapsulation)

객체 지향 프로그래밍에서 객체의 데이터와 기능을 하나로 묶고, 외부에서 직접 접근하지 못하도록 정보를 은닉하는 것

객체의 내부 구조를 외부에서 직접적으로 접근할 수 없도록 제한하는 것

자바에서는 private 접근 제한자를 이용하여 멤버 변수를 캡슐화할 수 있다.

Java vs Python

1. 클래스와 객체 생성

Java에서는 클래스와 객체를 따로 생성한다. 클래스를 먼저 정의하고, 객체를 생성하여 사용한다. 반면, Python에서는 클래스와 객체를 한꺼번에 생성한다. 클래스를 정의하는 것만으로 객체도 생성된다.

java예시

public class MyClass {
    int x = 5;
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass myObj = new MyClass();
        System.out.println(myObj.x);
    }
}

python 예시

class MyClass:
    x = 5

myObj = MyClass()
print(myObj.x)

2. 멤버 변수의 선언

Java에서는 클래스 내부의 멤버 변수를 명시적으로 선언해야 한다. 멤버 변수에 대한 접근은 getter/setter 메서드를 통해 이루어진다. 반면, Python에서는 멤버 변수를 클래스 내에서 선언하지 않고, 객체의 인스턴스 변수로 동적으로 추가할 수 있다. 그리고 멤버 변수에 직접 접근이 가능하다.

java 예시

public class MyClass {
    private int x;
    
    public int getX() {
        return x;
    }
    
    public void setX(int x) {
        this.x = x;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass myObj = new MyClass();
        myObj.setX(5);
        System.out.println(myObj.getX());
    }
}

python 예시

class MyClass:
    pass

myObj = MyClass()
myObj.x = 5
print(myObj.x)

3. 메서드 선언

Java에서는 메서드를 선언할 때 반환 값의 데이터 타입과 파라미터의 데이터 타입을 명시해야 한다. 반면, Python에서는 반환 값의 데이터 타입과 파라미터의 데이터 타입을 명시하지 않는다.

java 예시

public class MyClass {
    public int sum(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass myObj = new MyClass();
        System.out.println(myObj.sum(5, 3));
    }
}

4.클래스 상속

Java에서는 클래스 상속을 명시적으로 선언해야 한다. 반면, Python에서는 클래스 선언 시 상속 받을 클래스를 지정할 수 있다.

public class Animal {
    String name;
    int age;

    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void move() {
        System.out.println("The animal is moving.");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void move() {
        System.out.println("The dog is running.");
    }

    public void bark() {
        System.out.println("Woof!");
    }
}

python 예시코드

class Animal:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def move(self):
        print("The animal is moving.")

class Dog(Animal):
    def __init__(self, name, age):
        super().__init__(name, age)

    def move(self):
        print("The dog is running.")

    def bark(self):
        print("Woof!")