OOP (Object-Oriented Programming)는 객체 지향 프로그래밍의 약자로 프로그램을 객체의 모음으로 구성하는 프로그래밍 방법론이다.
1. OOP의 핵심 개념
1-1. 객체(Object)와 클래스(Class)
- 객체(Obejct): 프로그램을 구성하는 기본 단위로 아래 정보를 함께 가지고 있음
- 필드/속성(field, attribute): 객체의 상태를 나타내는 데이터
- 메서드(method): 그 데이터를 읽거나 변경하는 함수
- 클래스(Class): 객체를 만들기 위한
설계도또는틀에 비유할 수 있으며, 객체가 가져야 할 공통적인 속성(데이터)과 행동(메소드)을 정의 - 인스턴스(Instance): 클래스라는 설계도를 바탕으로 실제로 메모리 상에 만들어진
실체
1-2. 4가지 핵심 원칙
캡슐화
- 의미: 데이터와 그 데이터를 처리하는 함수를 하나로 묶고, 외부에서 데이터를 직접 건드리지 못하게 보호하는 것
- 목적: 객체의 내부 상태가 외부의 예상치 못한 접근이나 변경으로 인해 훼손되는 것을 방지하고, 내부 구현이 어떻게 되든 외부 인터페이스만 일관되면 되므로 유지보수가 용이
- 예시:
class BankAccount
{
private:
int balance; // 외부에서 직접 접근 불가
public:
BankAccount(int initial) : balance(initial) {}
void Deposit(int amount) // 공개 메서드
{
if (amount > 0)
balance += amount;
}
bool Withdraw(int amount) // 공개 메서드
{
if (amount > 0 && balance >= amount)
{
balance -= amount;
return true;
}
return false;
}
int GetBalance() const // 읽기 전용 인터페이스
{
return balance;
}
};balance는 private이라 외부 코드에서 account.balance = -100 이런 식으로 막 건드릴 수 없다.
또한, 입출금 로직은 내부에서 숨겨져 있고, 외부에는 메서드라는 인터페이스만 노출된다.
2. 추상화 (Abstraction)
- 의미: 복잡한 현실 세계의 문제를 프로그램으로 표현할 때, 불필요한 부분은 생략하고 핵심적인 특징이나 기능에 집중하는 과정
- 목적: 복잡한 구현 세부사항을 숨기고, 중요한 공통 특성/동작만을 노출하는 것
- 예시:
class Shape // 추상적인 개념
{
public:
virtual void Draw() = 0; // 순수 가상 함수 → 인터페이스만 정의
virtual double GetArea() const = 0;
virtual ~Shape() = default;
};
class Circle : public Shape // 구체적인 원
{
public:
Circle(double r) : radius(r) {}
void Draw() override
{
// 원을 그리는 실제 코드
}
double GetArea() const override
{
return 3.14159 * radius * radius;
}
private:
double radius;
};
class Rectangle : public Shape // 구체적인 사각형
{
public:
Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}
void Draw() override
{
// 사각형을 그리는 실제 코드
}
double GetArea() const override
{
return width * height;
}
private:
double width;
double height;
};Shape는 도형이라는 추상 개념만 정의하고 Circle, Rectangle에서 구체적인 구현을 한다.
3. 상속 (Inheritance)
- 의미: 부모 클래스의 특성을 자식 클래스가 물려받아, 마치 자신의 것인 듯 사용하는 것
- 목적: 코드의 중복을 줄이고 재사용성을 극대화
- 예시:
class Animal
{
public:
void Eat()
{
// 공통 먹기 로직
}
virtual void MakeSound()
{
// 기본 소리 (필요하면 비워 둘 수도 있음)
}
};
class Dog : public Animal
{
public:
void MakeSound() override
{
std::cout << "Woof!" << std::endl;
}
};
class Cat : public Animal
{
public:
void MakeSound() override
{
std::cout << "Meow!" << std::endl;
}
};위 예시에서 Dog, Cat은 Animal의 자식 클래스이다.
Eat() 같은 공통 기능은 부모 클래스인 Animal에 두고, 각 동물마다 다른 MakeSound()만 Override해서 구현하고 있다.
4. 다형성 (Polymorphism)
- 의미: 형태가 다양하다는 뜻으로, 동일한 이름의 메서드가 객체의 종류에 따라 다르게 동작하는 것을 말함
- 목적: 코드를 유연하게 확장 가능하게 만들고, 같은 명령이라도 객체에 따라 다르게 반응하므로 코드의 중복을 줄이고 깔끔하게 관리할 수 있음
- 예시:
void MakeAnimalSound(Animal* animal)
{
animal->MakeSound(); // 어떤 소리가 날지는 실제 객체 타입에 따라 달라짐
}
int main()
{
Animal* a1 = new Dog();
Animal* a2 = new Cat();
MakeAnimalSound(a1); // Dog::MakeSound() -> "Woof!"
MakeAnimalSound(a2); // Cat::MakeSound() -> "Meow!"
delete a1;
delete a2;
}MakeAnimalSound 함수는 인자로 Animal*만 알고 있지만, 실제로 들어오는 객체가 Dog인지 Cat인지에 따라 런타임에 다른 함수가 호출된다.
2. OOP의 장단점
2-1. 장점
모듈성/유지보수성 향상
- OOP는 데이터를 캡슐화하고 클래스로 나누어 구조화하기 때문에, 기능 단위(클래스/객체)로 코드를 관리하기 쉬움
- 한 클래스 내부 구현을 바꿔도, 외부에는 공개 메서드만 유지하면 되므로 변경 영향 범위를 줄일 수 있음
재사용성/확장성
- 상속, 다형성, 구성(composition) 등을 활용하면 공통 기능은 상위/기본 클래스에 두고, 차이점만 하위 클래스에서 구현할 수 있음
- 이런 구조 덕분에 클래스를 재사용하거나, 새로운 기능을 추가할 때 기존 코드를 덜 건드리면서 확장성(extensibility) 있게 설계 가능
현실 세계 모델링 용이
- 현실 세계의 사물과 개념을 프로그램 설계에 직접적으로 반영할 수 있어, 문제 해결 과정이 직관적이고 이해하기 쉬움
테스트·협업에 유리한 구조
- 잘 쪼개진 클래스/객체는 단위 테스트(unit test) 를 작성하기 쉬움
- 모듈 경계가 명확하면, 팀 단위로 이 모듈을 나눠 개발하기 좋고 인터페이스만 합의하면 병렬로 작업하기가 수월
2-2. 단점
구조/설계 복잡도 증가
- 프로젝트 초기에 클래스 간의 관계를 정의하고 설계하는 데 많은 시간과 노력이 필요
- 커다란 OOP 시스템은 클래스 수가 기하급수적으로 늘고, 클래스 간 관계가 복잡해져서
전체 구조를 이해하기 어려워짐
과도한 추상화의 위험
- 지나치게 많은 클래스와 상속 관계를 만들면 오히려 코드의 가독성이 떨어지고, 복잡성이 증가하여 유지보수가 어려워짐
성능 오버헤드
- 동적 디스패치같은 메커니즘은 절차적/함수형 스타일에 비해 호출 오버헤드가 생기고, 객체 그래프 관리로 인한 메모리 사용 증가
Github: https://github.com/dlalsrn