[Java] 기본적인 Class 개념🐣

soyeon·2022년 7월 11일

Java 카카오클라우드스쿨

Java_카카오클라우드

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3/15

Class의 기본

: package로 묶여 있다.

private field
static field
constructor 여러개
constructor overloading
일반적인 business method는 public 설정
private field에 대한 Getter, Setter method
main method (optional)

JVM이 관리하는 Memory 구조

Register
: 프로그램의 실행 포인터를 관리하는 영역. JVM에 의해서만 관리된다.
Runtime constant pool
: 실행 시에 사용하는 상수들이 모여있는 곳.
Method Area
: class 자체에 대한 정보 (클래스 이름, 필드, 메소드, ... 코드에 대한 정보) 저장
클래스를 처음 사용하는 시점에 메모리에 올라간다.
Heap
: new keyword로 생성되는 모든 인스턴스 저장
string pool을 Heap 안에 가지고 있고, 여기에서 문자열을 관리한다.
Call Stack
: method가 호출되면 method를 위한 공간이 잡힌다.
method 안에서 사용하는 local 변수들을 위한 공간도 잡힌다.

Java Program 실행 과정

class에 fields, constructor, method추가
JVM이 기동
class loader가 해당 클래스를 loading
class file에 대한 검사 수행
main() 호출

main에 static이 붙는 이유
: instance를 생성하지 않고 main을 호출해야 하기 때문이다.
main에 public이 붙는 이유
: class loader와 우리 코드는 서로 다른 package이기 때문에 호출하려면 public으로 지정해야 한다.

연습 코드 1

public class Student {
	
	// field (변수들)
    // instance variable -> instance 내에 공간이 생성
	String stuName;  // String -> class -> reference type -> 문자열
	String stuNum;  // 학번 - 연산을 하지 않는 숫자는 문자열 처리가 좋다.

	// 생성자들
	// 인스턴스를 초기화해주는 역할
	// default constructor
	Student() {
		
	}
	
	// method (함수들)
	public static void main(String[] args) {
		Student stu = new Student();  // instance를 생성
		
		// . operator ( . 연산자 )
		stu.stuName = "홍길동";  // 문자열은 ""로, 문자일 때는 ''로
		
	}
}

코드 시작 후 Memory

java Student
Method Area에 해당 클래스(Student)가 가지고 있는 정보를 기입한다. 정보만 기입하는 것이다. 공간이 만들어지지는 않는다.
: field 정보 - stuNum, stuName이 있다.
method 정보 - main() {~~~}, constructor 정보, ...
main() 호출 - method가 호출
Stack에 main() 공간이 잡힌다.
new Student() - Heap에 instance 공간이 잡힌다. 이 안에 필드들의 공간도 생긴다. 초기화는 아직 되지 않았다.
stu라는 변수는 Stack의 main() 공간에 들어가고, Heap의 instance 주소를 레퍼런스 한다.
stu를 따라가서 홍길동을 필드에 넣는다.
main()이 끝나면 Stack에서 main()을 pop한다.
grabage collector는 Heap에서 참조가 되고 있지 않은 메모리를 청소한다.
-> 생성되었던 instance가 사라지게 된다.
Method Area에서 클래스 정보를 없앤다.
프로그램 종료

연습 코드 2

public class Student {
	
	// field (변수들)
	// instance variable -> instance 내에 공간이 생성
	String stuName;  // String -> class -> reference type -> 문자열
	String stuNum;  // 학번 - 연산을 하지 않는 숫자는 문자열 처리가 좋다.
	
	// static variable, class variable
	// method area 안의 class 정보 안에 공간이 생성
	// class에 대한 정보가 method area에 올라갈 때 생성
	// 모든 인스턴스에 의해서 공유되는 field
	static String univName;
	
	// 생성자들
	// 인스턴스를 초기화해주는 역할
	// default constructor
	Student() {
		
	}
	
	// method (함수들)
	public String getName() {  // instance method
		return this.stuName;
	}
	
	public static String getUnivName() {  // class method
		return univName;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		Student stu = new Student();  // instance를 생성
		
		// . operator ( . 연산자 )
		stu.stuName = "홍길동";  // 문자열은 ""로, 문자일 때는 ''로
		
	}
}

코드 시작 후 Memory

java Student
Method Area에 해당 클래스(Student)가 가지고 있는 정보를 기입한다.
: field 정보 - stuNum, stuName
static인 univName 공간이 만들어진다.
method 정보 - getName() {~~~}, getUnivName() {~~~}, main() {~~~} 실행 코드가 들어간다.
main() 호출 - method가 호출
Stack에 main() 공간이 잡힌다.
new Student() - Heap에 instance 공간이 잡힌다. 이 안에 필드들의 공간도 생긴다. 초기화는 아직 되지 않았다. static인 univName은 Method Area의 공간을 가리킨다. getName과 getUnivName method의 공간에는 Method Area의 실행 포인터가 연결되어 있다.
stu라는 변수는 Stack의 main() 공간에 들어가고, Heap의 instance 주소를 레퍼런스 한다.
stu를 따라가서 홍길동을 필드에 넣는다.
main()이 끝나면 Stack에서 main()을 pop한다.
grabage collector는 Heap에서 참조가 되고 있지 않은 메모리를 청소한다.
-> 생성되었던 instance가 사라지게 된다.
Method Area에서 클래스 정보를 없앤다.
프로그램 종료

연습 코드 3

public class Student {
	
	static int a = staticCall("1번");
	int b = staticCall("2번");
	
	public static int staticCall(String msg) {
		System.out.println(msg);
		return 100;
	}
	
	public Student() {
		this.b = staticCall("3번");
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("4번");
		int c = staticCall("5번");
		Student s = new Student();
	}
}

실행 결과 : 1번
		   4번
		   5번
		   2번
		   3번

a는 static이라서 instance가 만들어지기 전에 만들어져서 가장 먼저 1번이 출력된다. 인스턴스가 만들어지고, 4번 5번이 출력되고, s 인스턴스를 만들어진다. 생성자는 인스턴스를 초기화하는 것이기 때문에 2번이 먼저 출력되고 3번이 마지막으로 출력된다.

연습 코드 4

package lecture0712;

public class InstanceTest {

	// fields
	int a = myCall("1번출력");
	static int b = myCall("2번출력");
	
	// constructor
	public InstanceTest() {
		
	}
	
	// method
	public static int myCall(String msg) {
		System.out.println(msg);
		return 100;
	}
	
	public void printMsg(String msg) {
		int a = 100;
		System.out.println(msg);
	}
}

// java Main -> 이런 방식으로 실행된다.
package lecture0712;

public class Main {
	
	public static void main(String[] args) {
		InstanceTest test;
		System.out.println("3번출력");
		int k = InstanceTest.myCall("4번출력");
		test = new InstanceTest();
		test.printMsg("5번출력");
	}
}

실행 결과 : 3번출력
		   2번출력
		   4번출력
		   1번출력
		   5번출력

코드 시작 후 Memory

java Main으로 시작한다.
Method Area에 Main class의 정보가 저장된다.
: field, constructor, method, ...
해당 코드에서는 constructor Main() {~~~},
Main method public static void main(String[] args) {~~~} 이 올라간다.
main() 호출 - method가 호출
Call Stack에 main() 공간이 잡힌다. stack의 main 공간 안에 args 공간도 잡힌다.
InstanceTest test - 지역변수 선언. Stack의 main 공간에 test 공간이 잡힌다.
이때 InstanceTest class 정보가 Method Area에 저장된다.
: field, constructor, method, static, ...
myCall()이 호출될 때는 Call Stack에 쌓인다.
new InstanceTest()를 하면 Heap에 instance 공간이 잡힌다. 이 안에는 a의 공간이 생긴다. b는 static이기 때문에 링크가 만들어진다. myCall()과 printMsg() method의 링크도 만들어진다.
test라는 변수는 Stack의 main() 공간에 들어가고, Heap의 instance 주소를 레퍼런스 한다.
PrintMsg를 Stack에 넣어서 실행한다. 여기에서 사용하는 msg, a와 같은 지역변수의 공간도 생긴다.
실행이 모두 끝나면 Stack과 Heap, Method Area가 텅 비게 된다.
프로그램 종료

Constructor(생성자)

Java의 모든 class는 constructor를 1개 이상 가진다.
constructor를 작성하지 않으면 default constructor가 javac 컴파일러에 의해서 자동 삽입된다. 없는 경우에만 삽입해준다.
constructor는 method가 아니다. return이 존재하지 않는다. return type을 명시하지 않는다.
이름이 class명과 동일하다.
instance를 생성하고 초기화하려는 목적으로 사용한다.

Method Overloading

: 똑같은 이름의 method가 인자의 개수와 타입만 다르다면 존재할 수 있다.

public class Student {
	
	public void getScore(String k) {
		
	}
	
	public void getScore(int k) {
		
	}
}

=> 생성자에도 적용할 수 있다. Constructor Overloading

Constructor Overloading

public class Student {
	
	Student() {
		
	}
	
	Student(int k) {
		
	}
}

.

: (instance/class) . (field/method)
ex) System.out.println();
System - class
out - field
println() - method

java에서는 많은 class를 만들어 쓸 수 있다. 많은 class를 관리하고 재사용 할 수 있어야 한다.
-> 가장 원시적인 방법 : class file이나 source code를 project의 같은 폴더 내에 위치시킨다. 이 방법은 여러개의 copy본을 유지하게 되어서 결국은 유지보수에 문제가 발생한다.
=> Package라는 논리적인 단위로 관련있는 class들을 묶어서 사용

Package

: package의 논리적인 단위는 물리적으로는 folder로 표현한다.

package com.kakao.test;

public class Student {

}

폴더 구조로 생긴다.

package

같은 package에 있으면 서로 사용할 수 있다.

같은package

다른 package에 있는 것을 사용하고 싶으면 어느 package에 있는지 명시해야 한다. -> import로 사용한다.

다른package

package명시

명시방법줄이기

com.kakao.test.*; 을 하면 -> 해당 package에 존재하는 모든 것을 가져온다.

Access Modifier(접근 제어자)

public

: 제약없이(package에 상관없이) 사용이 가능하다.

method는 행위를 하는 작업이기 때문에 특별한 이유가 없는 한 외부에서 사용할 수 있도록 public으로 설정해야 한다.

protected

: 같은 package인 경우 사용이 가능하다. 다른 package인 경우, 상속 관계에 있으면 사용이 가능하다.

package(default)

: 같은 package 내에서만 사용이 가능하다. 키워드를 쓰지 않으면 된다.

private

: 같은 class 안에서만 사용이 가능하다.

class 내부에서 field는 보호해야 하는 정보이다. 외부에서 직접적으로 접근할 수 없게 해야 한다. field는 특별한 이유가 없는 한 모두 private으로 지정한다.

코드로 연습하기

예제 1 (public, default)

package com.kakao.test;

class Student {

}

package test;
import com.kakao.test.Student;

public class Main {
	
	public static void main(String[] args) {
		Student s = new Student();  // 오류 발생
	}
}

: Student class에 접근 제어자를 아무것도 붙이지 않았기 때문에 다른 package에서는 import를 해도 사용할 수 없다.

예제 2 (public, default)

package com.kakao.test;

public class Student {
	
	String stuName;
	public String stuNum;
	
	Student() {
		
	}
}

package test;
import com.kakao.test.Student;

public class Main {
	
	public static void main(String[] args) {
		Student s = new Student();  // 오류 발생
	}
}

: Student class의 생성자에 public이 붙어있지 않기 때문에 외부에서 클래스를 사용할 수는 있지만 인스턴스 생성은 하지 못한다.

예제 3

package com.kakao.test;

public class Student {
	
	String stuName;
	String stuNum;
	
	public Student() {
		
	}
}

class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Student s = new Student();
		s.stuName = "홍길동";
	}
}

: field에서 public을 빼면 외부에서는 접근할 수 없지만 같은 package나 같은 class이면 접근할 수 있게 된다.

package com.kakao.test;

public class Student {
	
	private String stuName;
	private String stuNum;
	
	public Student() {
		
	}
}

class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Student s = new Student();
		s.stuName = "홍길동";  // 오류 발생
	}
}

: private을 지정해서 같은 클래스가 아니면 접근할 수 없게 한다.
-> Information hiding

예제 4

package lecture0712;

public class MyClass {
	
	// fields
	int aaa;
	static int bbb = staticCall();
	
	// 생성자
	public MyClass() {
		
	}
	
	// static block
	static {
		// main이 실행되기 직전에 다른 library 같은 것들을 loading할 필요가 있을 때 사용
		System.out.println("static block");
	}
	
	static int staticCall() {
		System.out.println("staticCall 호출되었어요!");
		return 100;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("main 호출");
	}
	
}

실행 결과 : staticCall 호출되었어요!
		   static block
		   main 호출

: static block - class가 loading 된 다음, main이 실행되기 직전에 다른 library 같은 것들을 loading할 필요가 있을 때 사용한다.

Getter / Setter

field를 private으로 설정했기 때문에 만들어주어야 한다.

package com.kakao.test;

public class Student {
	
	private String stuName;
	private String stuNum;
	
	public String getStuName() {
		return this.stuName;
	}
	
	public void setStuName(String stuName) {
		this.stuName = stuName;
	}
	
	public String getStuNum() {
		return stuNum;
	}

	public void setStuNum(String stuNum) {
		this.stuNum = stuNum;
	}

	public Student() {
		
	}
}

String

String을 만드는 방법

"" 로 문자열을 생성한다.
new String()

코드 예시

String a = "Hello";
String b = "Hello";
String c = b + "HI";
String d = new String("Hello");

Heap 영역에서 "Hello"가 있는지 확인하고 없으면 만들고 a가 가리킨다.
Heap 영역에서 "Hello"가 있는지 확인하고 있으면 b가 가리킨다.
같은 것을 가리키게 된다.

package lecture0713;

public class Main {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		String str1 = "Hello";
		String str2 = "Hello";
		String str3 = new String("Hello");
		
		System.out.println(str1 == str2);  // true
		System.out.println(str1 == str3);  // false
		
        // 문자열 내용을 비교할 때는 당연히 equals()를 사용한다.
        // 문자열 내용이 같은지 확인할 때 == 사용하지 않는다.
		System.out.println(str1.equals(str3));  // true
	}
	
}

실행 결과 : true
		   false
		   true

Wrapper class

: 원시값을 객체화 시킬 수 있다.
각각의 primitive data type에 매핑된다.

Byte class
Short class
Integer class
Long class
Float class
Double class
Character class
Boolean class

총정리 문제

문제1

내 코드

public class Account {
	
	private String userName;
	private String accNum;
	private int accBalance;
	
	Account(String userName, String accNum, int accBalance) {
		this.userName = userName;
		this.accNum = accNum;
		this.accBalance = accBalance;
	}
	
	// 입금
	public void deposit(int money) {
		this.accBalance += money;
		System.out.println(money + " 원 입금합니다.");
	}
	
	// 출금
	public void withdraw(int money) {
		this.accBalance -= money;
		System.out.println(money + " 원 출금합니다.");
	}
	
	// 잔액 조회
	public int getAccBalance() {
		return this.accBalance;
	}
	
	public void setAccBalance(int accBalance) {
		this.accBalance = accBalance;
	}
	
	public String getUserName() {
		return userName;
	}

	public void setUerName(String userName) {
		this.userName = userName;
	}

	public String getAccNum() {
		return accNum;
	}

	public void setAccNum(String accNum) {
		this.accNum = accNum;
	}

	
	
	public static void main(String[] args) {
		Account acc1 = new Account("홍길동", "123-456789", 10000);
		
		System.out.println("계좌 " + acc1.getAccNum() + " (예금주: " + acc1.getUserName() + ")");
		System.out.println("잔액: " + acc1.getAccBalance() + " 원");
		acc1.deposit(20000);
		System.out.println("잔액: " + acc1.getAccBalance() + " 원");
		acc1.withdraw(45000);
		System.out.println("잔액: " + acc1.getAccBalance() + " 원");
	}
}

soyeon

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[Java] Java language spec

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[Java] 기본적인 Class 개념🐣

Java_카카오클라우드

Class의 기본

JVM이 관리하는 Memory 구조

Java Program 실행 과정

연습 코드 1

코드 시작 후 Memory

연습 코드 2

코드 시작 후 Memory

연습 코드 3

연습 코드 4

코드 시작 후 Memory

Constructor(생성자)

Method Overloading

Constructor Overloading

.

Package

Access Modifier(접근 제어자)

public

protected

package(default)

private

코드로 연습하기

Getter / Setter

String

String을 만드는 방법

코드 예시

Wrapper class

총정리 문제

[Java] Java language spec

[Java] Inheritance(상속)👪

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