1. 객체지향 프로그래밍
○ 객체지행 프로그래밍(Object-Oriented Programming, OOP)의 특징
- 캡슐화 (Encapsulation)
- 관련된 데이터와 기능을 하나의 단위로 묶는 것을 의미
- 클래스를 사용하여 데이터와 해당 데이터를 조작하는 메서드를 함께 캡슐화하여 정보를 은닉하고, 외부에서 직접적인 접근을 제한함으로써 안정성(보안성)과 유지보수성을 높임
- 상속 (Inheritance)
- 상속은 기존의 클래스를 확장하여 새로운 클래스를 만드는 매커니즘
- 부모 클래스의 특성과 동작을 자식 클래스가 상속 받아 재사용 할 수 있음
- 코드의 중복을 줄이고, 클래스 간 계층 구조를 구성하여 코드의 구조화와 유지 보수를 용이하게 함
- 다형성 (Polymorphism)
- 다형성은 하나의 인터페이스나 기능을 다양한 방식으로 구현하거나 사용할 수 있는 능력을 의미
- 하나의 메서드 이름이 다양한 객체에서 다르게 동작할 수 있도록 하는 것으로, 오버로딩과 오버라이딩을 통해 구현
- 유연하고 확장 가능한 코드 작성을 가능하게 하며, 코드의 가독성과 재사용성을 높임
- 추상화 (Abstraction)
- 추상화는 복잡한 시스템이나 개념을 단순화하여 필요한 기능에 집중하는 것을 의미 함
- 클래스나 인터페이스를 사용하여 실제 개념을 모델링하고, 필요한 부분에 대한 명세를 정의함
- 세부 구현 내용을 감추고 핵심 개념에 집중함으로써 코드의 이해와 유지보수를 용이하게 함
- 객체 (Object)
- 객체는 클래스로부터 생성된 실체로, 데이터와 해당 데이터를 조작하는 메서드를 가지고 있음
- 객체는 상태(데이터)와 행동(메서드)을 가지며, 실제 세계의 개체나 개념을 모델링 함
- 객체들 간의 상호작용을 통해 프로그램이 동작하고, 모듈화와 재사용성을 높임
2. 클래스와 객체
○ 클래스의 구성 요소
- 필드 (Fields)
- 클래스에서 사용되는 변수. 객체의 상태를 나타내는 데이터를 저장하기 위해 사용
- 메서드 (Methods)
- 클래스에서 수행되는 동작이 정의 됨. 객체의 동작을 구현하기 위해 사용 됨
- 생성자 (Constructors)
- 객체를 초기화 하는 역할을 함. 객체가 생성될 때 자동으로 호출되며, 필드를 초기화 하는 등의 작업을 수행 함
- 소멸자 (Destructors)
class MyClass
{
// 필드(데이터)
private int myField;
// 프로퍼티
public int MyProperty { get; set; }
// 생성자
public MyClass(int fieldValue)
{
myField = fieldValue;
}
// 메서드(동작)
public void DisplayValue()
{
Console.WriteLine("Value: " + myField);
}
}○ 클래스의 특성
- 참조 타입 (Reference Type) : C#의 클래스는 참조 타입. 객체를 생성하면 힙 메모리에 할당되고, 변수는 그 객체의 참조(주소)를 가리킴. 따라서 클래스 인스턴스를 다른 변수에 할당하면 동일한 객체를 참조하게 됨.
MyClass obj1 = new MyClass(10);
MyClass obj2 = obj1; // obj2와 obj1은 같은 객체를 참조- 상속 (Inheritance) : C#에서 클래스는 단일 상속을 지원함. 즉, 하나의 클래스만 상속받을 수 있음. 부모 클래스의 속성과 메서드를 자식 클래스에서 물려받아 사용할 수 있으며, 필요한 경우 재정의(Override)할 수 있음
class ParentClass
{
public void ShowMessage()
{
Console.WriteLine("Parent class method");
}
}
class ChildClass : ParentClass
{
public void ShowChildMessage()
{
Console.WriteLine("Child class method");
}
}- 다형성 (Polymorphism) : 클래스는 다형성을 통해 다양한 형태의 객체를 처리할 수 있음. virtual과 override 키워드를 사용해 가상 메서드를 정의하고, 파생 클래스에서 이를 재정의할 수 있음
class Animal
{
public virtual void Speak()
{
Console.WriteLine("Animal speaks");
}
}
class Dog : Animal
{
public override void Speak()
{
Console.WriteLine("Dog barks");
}
}- 캡슐화 (Encapsulation) : 클래스는 캡슐화를 통해 데이터(필드)를 보호하고, 외부에서는 제한된 방식으로만 접근할 수 있도록 함. 이를 통해 객체의 무결성을 유지할 수 있음. 주로 private 접근 지정자를 사용하여 필드를 보호하고, public 프로퍼티를 통해 안전하게 값을 제어 함
○ 클래스란?
- 클래스는 객체를 생성하기 위한 템플릿 또는 설계도 역할을 함
- 클래스는 속성과 동작을 가짐. 속성은 필드로, 동작은 메서드로 표현됨
- 객체를 생성하기 위해서는 클래스를 사용하여 인스턴스를 만들어야 함
○ 객체란?
- 객체는 클래스의 인스턴스. 클래스의 실체화된 형태라고 할 수 있음
- 객체는 클래스로부터 생성되며, 각 객체는 독립적인 상태를 가지고 있음. 즉, 객체마다 고유한 데이터를 가질 수 있음
○ 클래스 선언과 인스턴스
- 클래스(Class)는 데이터와 메서드를 하나로 묶은 사용자 정의 타입
class Person
{
public string Name;
public int Age;
public void PrintInfo()
{
Console.WriteLine("Name: " + Name);
Console.WriteLine("Age: " + Age);
}
}
Person p = new Person();
p.Name = "John";
p.Age = 30;
p.PrintInfo(); // 출력: Name: John, Age: 30○ 구조체와 클래스 차이점
- 구조체와 클래스는 모두 사용자 정의 형식을 만드는 데 사용될 수 있음
- 구조체는 값 형식이며, 스택에 할당되고 복사될 때 값이 복사 됨
- 클래스는 참조 형식이며, 힙에 할당되고 참조로 전달되므로 성능 측면에서 다소 차이가 있음
- 구조체는 상속 받을 수 없지만 클래스는 단일상속, 다중 상속이 가능 함
- 구조체는 작은 크기의 데이터 저장이나 단순한 데이터 구조에 적합하며,
클래스는 더 복잡한 객체를 표현하고 다양한 기능을 제공하기 위해 사용 됨
3. 접근 제한자
○ 접근 제한자 (Access Modifier)
- 클래스, 필드, 메서드 등의 접근 가능한 범위를 지정하는 키워드.
클래스의 캡슐화를 제어하는 역할 - 종류
- public : 외부에서 자유롭게 접근 가능
- private : 같은 클래스 내부에서만 접근 가능
- protected : 같은 클래스 내부와 상속받은 자식 클래스에서만 접근 가능
class Person
{
public string Name; // 외부에서 자유롭게 접근 가능
private int Age; // 같은 클래스 내부에서만 접근 가능
protected string Address; // 같은 클래스 내부와 상속받은 클래스에서만 접근 가능
}4. 필드와 메서드
○ 필드 (Fields)
- 필드는 클래스나 구조체 내에서 객체의 상태(데이터)를 저장하는 변수
- 객체의 특징이나 속성을 표현하며, 클래스의 멤버 변수로 선언 됨
- 보통 필드는 private 접근 제한자를 사용하여 외부에서 직접적인 접근을 제한하고,
필요한 경우에는 프로퍼티를 통해 간접적으로 접근할 수 있도록 함
class Player
{
// 필드 선언
private string name;
private int level;
}○ 메서드 (Methods)
- 메서드는 클래스나 구조체에서 객체의 동작(기능)을 정의하는 함수
- 객체의 행동이나 동작을 구현하며, 클래스의 멤버 함수로 선언 됨
- 메서드는 입력값을 받아서 처리하고, 결과값을 반환할 수도 있음
- 객체의 상태를 변경하거나 다른 메서드를 호출하여 작업을 수행 함
- 보통 메서드는 public 접근 제한자를 사용하여 외부에서 호출할 수 있도록 함
- 메서드를 호출하기 위해서는 해당 메서드가 속해 있는 클래스의 인스턴스를 생성해야 함
이후 생성된 인스턴스를 통해 메서드를 호출할 수 있음
class Player
{
// 필드
private string name;
private int level;
// 메서드
public void Attack()
{
// 공격 동작 구현
}
}Player player = new Player(); // Player 클래스의 인스턴스 생성
player.Attack(); // Attack 메서드 호출5. 생성자와 소멸자
○ 생성자
- 생성자란?
- 생성자는 객체가 생성될 때 호출되는 특별한 메서드
- 클래스의 인스턴스(객체)를 초기화하고, 필요한 초기값을 설정하는 역할을 수행 함
- 생성자는 클래스와 동일한 이름을 가지며, 반환 타입이 없음
- 객체를 생성할 때 new 키워드와 함께 호출 됨
- 생성자의 특징
- 객체를 초기화하는 과정에서 필요한 작업을 수행할 수 있음
- 생성자는 여러 개 정의할 수 있으며, 매개변수의 개수와 타입에 따라 다른 생성자를 호출할 수 있음. 이를 생성자 오버로딩이라고 함
- 기본적으로 매개변수가 없는 디폴트 생성자가 클래스에 자동으로 생성되지만, 사용자가 직접 정의한 생성자가 있는 경우 디폴트 생성자가 자동으로 생성되지 않음
class Person
{
private string name;
private int age;
// 매개변수가 없는 디폴트 생성자
public Person()
{
name = "Unknown";
age = 0;
}
// 매개변수를 받는 생성자
public Person(string newName, int newAge)
{
name = newName;
age = newAge;
}
public void PrintInfo()
{
Console.WriteLine($"Name: {name}, Age: {age}");
}
}Person person1 = new Person(); // 디폴트 생성자 호출
Person person2 = new Person("John", 25); // 매개변수를 받는 생성자 호출○ 소멸자 (Destructor)
- 소멸자란?
- 소멸자는 객체가 소멸되는 시점에서 자동으로 호출되는 특별한 메서드
- 객체의 사용이 종료되고 메모리에서 해제될 때 자동으로 호출되어 필요한 정리 작업을 수행함
- 클래스와 동일한 이름을 가지며, 이름 앞에 ~ 기호를 붙여 표현합니다.
- 소멸자는 반환 타입이 없고 매개변수를 가질 수 없음
- C#에서는 가비지 컬렉터(Garbage Collector)에 의해 관리되는 메모리 해제를 담당하므로, 명시적으로 소멸자를 호출하는 것은 일반적으로 권장되지 않음
- 소멸자의 역할
- 자원 해제 : 파일 핸들, 네트워크 연결, 데이터베이스 연결 등의 외부 리소스를 사용한 경우, 소멸자를 통해 해당 리소스를 해제할 수 있음
- 메모리 해제 : 객체가 사용한 메모리를 해제하고 관련된 자원을 정리할 수 있음
- 로깅 및 디버깅 : 객체가 소멸되는 시점에 로깅 작업을 수행하거나 디버깅 정보를 기록할 수 있음
class Person
{
private string name;
public Person(string newName)
{
name = newName;
Console.WriteLine("Person 객체 생성");
}
~Person()
{
Console.WriteLine("Person 객체 소멸");
}
}6. 프로퍼티
○ 프로퍼티 (Property) 란?
- 프로퍼티는 클래스 멤버로서, 객체의 필드 값을 읽거나 설정하는데 사용되는 접근자(Accessor) 메서드의 조합
- 객체의 필드에 직접 접근하지 않고, 간접적으로 값을 설정하거나 읽을 수 있도록 함
- 필드에 대한 접근 제어와 데이터 유효성 검사 등을 수행할 수 있음
- 프로퍼티는 필드와 마찬가지로 객체의 상태를 나타내는 데이터 역할을 하지만, 외부에서 접근할 때 추가적인 로직을 수행할 수 있음
○ 프로퍼티 구문
- 프로퍼티는 get과 set 접근자를 사용하여 값을 읽고 설정하는 동작을 정의
- get 접근자는 프로퍼티의 값을 반환하고, set 접근자는 프로퍼티의 값을 설정
- 필요에 따라 get 또는 set 접근자 중 하나를 생략하여 읽기 전용 또는 쓰기 전용 프로퍼티를 정의할 수 있음
[접근 제한자] [데이터 타입] 프로퍼티명
{
get
{
// 필드를 반환하거나 다른 로직 수행
}
set
{
// 필드에 값을 설정하거나 다른 로직 수행
}
}- 사용예시 : 다음은 Player 클래스의 이름과 레벨을 나타내는 name과 level 필드를 캡슐화한 프로퍼티
class Person
{
private string name;
private int age;
public string Name
{
get { return name; }
set { name = value; }
}
public int Age
{
get { return age; }
set { age = value; }
}
}Person person = new Person();
person.Name = "John"; // Name 프로퍼티에 값 설정
person.Age = 25; // Age 프로퍼티에 값 설정
Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, Age: {person.Age}");○ 프로퍼티 접근 제한 적용 & 유효성 검사 예제
class Person
{
private string name;
private int age;
public string Name
{
get { return name; }
private set { name = value; }
}
public int Age
{
get { return age; }
set
{
if (value >= 0)
age = value;
}
}
}Person person = new Person();
person.Name = "John"; // 컴파일 오류: Name 프로퍼티의 set 접근자는 private
person.Age = -10; // 유효성 검사에 의해 나이 값이 설정되지 않음○ 자동 프로퍼티 (Auto Property)
- 자동 프로퍼티는 프로퍼티를 간단하게 정의하고 사용할 수 있는 편리한 기능
- 필드의 선언과 접근자 메서드의 구현을 컴파일러가 자동으로 처리하여 개발자가 간단한 구문으로 프로퍼티를 정의할 수 있음
[접근 제한자] [데이터 타입] 프로퍼티명 { get; set; }- 사용 예시
class Person
{
public string Name { get; set; }
public int Age { get; set; }
}Person person = new Person();
person.Name = "John"; // 값을 설정
person.Age = 25; // 값을 설정
Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, Age: {person.Age}"); // 값을 읽어 출력7. Static 클래스 및 멤버
- C#에서는 정적(static) 클래스를 정의할 수 있음
- 정적 클래스는 인스턴스를 생성하지 않고도 클래스의 메서드와 속성에 접근할 수 있음
- 정적 멤버는 클래스 자체에 속하며, 모든 인스턴스에서 공유 됨
class Utility
{
public static int Add(int a, int b)
{
return a + b;
}
}// 정적 메서드 호출
int result = Utility.Add(3, 4);8. 부분 클래스 (Partial Class)
- C#에서는 하나의 클래스를 여러 파일로 나눠서 정의할 수 있는 부분 클래스 기능을 지원 함
- partial 키워드를 사용하여 클래스를 여러 파일에 나눠 정의하고, 컴파일 시 이들을 하나의 클래스로 합침
// File1.cs
partial class MyClass
{
public void Method1() { }
}
// File2.cs
partial class MyClass
{
public void Method2() { }
}9. 인터페이스 구현
- 클래스는 인터페이스를 구현할 수 있음.
- 인터페이스는 클래스가 반드시 구현해야 하는 메서드와 속성의 청사진을 제공함
interface IMyInterface
{
void MethodA();
}
class MyClass : IMyInterface
{
public void MethodA()
{
Console.WriteLine("MethodA 구현");
}
}10. 클래스와 구조체 차이점
○ 값 타입 vs 참조 타입
- 구조체 : 값 타입. 구조체 인스턴스가 복사될 때 값이 복사
- 클래스 : 참조 타입. 클래스 인스턴스가 복사될 때 참조(주소)가 복사
○ 기본값
- 구조체 : 기본 생성자가 제공되지 않으며, 생성 시 모든 필드는 기본값으로 초기화
- 클래스 : 기본 생성자가 자동으로 제공되며, 인스턴스를 생성할 때 명시적으로 초기화할 수 있음
○ 상속
- 구조체 : 다른 구조체나 클래스로부터 상속받을 수 없음
- 클래스 : 상속이 가능. 다른 클래스에서 파생될 수 있음
○ 메모리 관리
- 구조체 : 일반적으로 스택 메모리에 저장. 작은 데이터를 저장하는 데 적합
- 클래스 : 힙 메모리에 저장되며, 가비지 컬렉터에 의해 관리. 더 복잡한 데이터 구조를 다루는 데 적합
○ 기본 동작
- 구조체 : '==' 연산자를 오버로드하지 않으면 기본적으로 값 비교를 수행합니다.
- 클래스 : '==' 연산자는 참조 비교를 수행. 값 비교를 원할 경우 Equals 메서드를 오버라이드해야 함
○ 요약
구조체는 가벼운 데이터 그룹을 다룰 때 적합하며, 클래스는 더 복잡한 데이터 및 동작을 다루는 데 적합합니다. 각기 다른 상황에 맞게 적절한 타입을 선택하는 것이 중요합니다.
11. 값 타입과 참조 타입
○ 값 타입 (Value Type)
- 정의 : 값 타입은 실제 데이터가 변수에 저장.
구조체와 기본 데이터 타입(예: int, float, bool 등)이 이에 해당 - 메모리 할당 : 값 타입은 스택 메모리에 저장
- 복사 : 값 타입의 변수를 다른 변수에 대입하면, 실제 값이 복사 됨. 두 변수는 서로 독립적임
int a = 5;
int b = a; // b는 5를 가지며, a와는 독립적
a = 10; // a의 값만 변경, b는 여전히 5○ 참조 타입 (Reference Type)
- 정의 : 참조 타입은 데이터가 메모리의 한 위치에 저장되고, 변수는 그 위치를 가리키는 참조(주소)를 저장
클래스, 배열, 델리게이트 등이 이에 해당 - 메모리 할당 : 참조 타입은 힙 메모리에 저장
- 복사 : 참조 타입의 변수를 다른 변수에 대입하면, 참조가 복사. 두 변수는 동일한 객체를 가리킴
class MyClass
{
public int Value;
}
MyClass obj1 = new MyClass();
obj1.Value = 5;
MyClass obj2 = obj1; // obj2는 obj1을 가리킴
obj1.Value = 10; // obj1의 값을 변경하면 obj2의 값도 변경됨○ 요약
- 값 타입 : 데이터가 변수에 직접 저장되고, 복사 시 실제 값이 복사
- 참조 타입 : 데이터는 힙에 저장되고, 변수는 그 데이터의 주소를 참조함. 복사 시 참조가 복사됨
12. C++와 C#의 클래스 차이점
C++와 C#의 클래스는 기본적인 구조는 비슷하지만, 메모리 관리, 상속 방식, 다형성 구현 등에서 중요한 차이점이 있음. 아래에서 두 언어의 클래스 차이를 몇 가지 주요 항목을 중심으로 설명하겠음
○ 기본 접근 지정자
- C++ : 클래스에서 접근 지정자를 명시하지 않으면 기본값은 private
- C# : 클래스의 기본 접근 지정자는 internal이며, 클래스 멤버는 private
// C++
class MyClass {
int x; // private
};// C#
class MyClass {
int x; // private
}○ 메모리 관리
- C++ : 메모리 관리는 개발자가 직접 관리해야 하며, 동적 메모리는 new와 delete를 통해 수동으로 할당 및 해제
- RAII(Resource Acquisition Is Initialization)를 통해 객체의 생명 주기를 관리할 수 있음
- 가상 소멸자(virtual destructor)를 사용하여 상속된 클래스의 동적 메모리 관리가 안전하게 이루어지도록 해야 함
- C# : 가비지 컬렉션(Garbage Collection)을 통해 메모리가 자동으로 관리 됨. new 키워드를 사용해 객체를 생성하면, 불필요해진 객체는 가비지 컬렉터가 자동으로 해제 함
- 소멸자는 있지만, 가비지 컬렉터가 호출하는 시점은 개발자가 제어할 수 없음
- IDisposable 인터페이스와 using 문을 사용해 명시적으로 리소스를 해제할 수 있음 참고 링크
// C++
class MyClass
{
public:
MyClass() { cout << "Constructor" << endl; }
~MyClass() { cout << "Destructor" << endl; }
};
int main()
{
MyClass* obj = new MyClass(); // 생성
delete obj; // 수동으로 해제
return 0;
}// C#
class MyClass
{
public MyClass() { Console.WriteLine("Constructor"); }
~MyClass() { Console.WriteLine("Destructor"); }
}
class Program
{
static void Main()
{
MyClass obj = new MyClass(); // 가비지 컬렉터가 자동으로 해제
}
}○ 다중 상속
-
C++ : 다중 상속을 지원 함. 하나의 클래스가 여러 클래스로부터 상속받을 수 있음. 하지만 다중 상속은 복잡성을 증가시킬 수 있기 때문에 신중히 사용해야 함
-
C# : 다중 상속을 지원하지 않으며, 오직 단일 상속만 가능합니다. 하지만 인터페이스는 여러 개 구현할 수 있음
// C++ 다중 상속
class A { };
class B { };
class C : public A, public B { }; // 다중 상속 가능// C# 단일 상속과 다중 인터페이스 구현
interface IA { }
interface IB { }
class C : IA, IB { } // 다중 인터페이스 구현 가능○ 다형성 (Polymorphism)
-
C++ : 다형성을 구현하려면 기본적으로 가상 함수(virtual functions)를 사용.
파생 클래스에서 부모 클래스의 메서드를 재정의하려면, 부모 클래스 메서드에 virtual 키워드를 붙여야 하며, 파생 클래스에서는 override 키워드 없이도 재정의할 수 있음 -
C# : 다형성도 가상 메서드로 구현되지만, override 키워드를 반드시 사용해야 함.
메서드를 가상 메서드로 만들기 위해 부모 클래스에서는 virtual, 파생 클래스에서는 override를 명시적으로 지정해야 함
// C++
class Base
{
public:
virtual void Speak()
{
cout << "Base class" << endl;
}
};
class Derived : public Base
{
public:
void Speak() override
{
cout << "Derived class" << endl;
}
};// C#
class Base
{
public virtual void Speak()
{
Console.WriteLine("Base class");
}
}
class Derived : Base
{
public override void Speak()
{
Console.WriteLine("Derived class");
}
}○ 인터페이스와 추상 클래스
- C++ : C++에서는 추상 클래스를 통해 인터페이스를 흉내낼 수 있음. 순수 가상 함수(pure virtual function)를 사용하여 추상 클래스를 정의할 수 있으며, 이를 구현하는 클래스가 반드시 해당 함수를 재정의해야 함 순수 가상 함수 참고 링크
- C++에는 인터페이스라는 명시적인 개념은 없음
- C# : 인터페이스가 명확한 개념으로 존재하며, 추상 클래스와 구분 됨. 인터페이스는 멤버에 대한 구현을 포함하지 않으며, 클래스는 여러 인터페이스를 구현할 수 있음
// C++ 추상 클래스
class Shape
{
public:
virtual void Draw() = 0; // 순수 가상 함수
};// C# 인터페이스
interface IShape
{
void Draw(); // 구현 없음
}○ 프로퍼티
-
C++ : C++에는 property라는 개념이 없으며, 직접 변수를 선언하거나 getter/setter 함수를 사용해야 함 참고링크
-
C# : 프로퍼티(property)를 통해 클래스 멤버 변수에 접근할 수 있으며, 이를 통해 데이터 접근을 캡슐화할 수 있습니다.
// C# 프로퍼티 예시
class MyClass
{
private int _value;
public int Value
{
get { return _value; }
set { _value = value; }
}
}○ 이벤트와 델리게이트
-
C++ : 이벤트와 델리게이트를 직접 지원하지 않으며, 대신 함수 포인터나 객체 지향적인 방식으로 이벤트 시스템을 구현해야 함
-
C# : 델리게이트(delegate)와 이벤트(event)라는 특별한 구문을 지원하여, 이벤트 기반 프로그래밍을 쉽게 구현할 수 있음
// C# 델리게이트와 이벤트
public delegate void MyDelegate();
class MyClass {
public event MyDelegate OnChange;
}○ 차이 요약
- 메모리 관리 : C++은 수동 관리(new/delete), C#은 자동 관리(가비지 컬렉터).
- 상속 : C++은 다중 상속을 지원, C#은 단일 상속만 가능.
- 다형성 : C++에서는 virtual과 override가 선택적이지만, C#에서는 필수.
- 인터페이스 : C++에는 인터페이스 개념이 없고, C#에서는 명시적으로 제공됨.
- 프로퍼티 : C#에는 프로퍼티가 있으며, C++에는 프로퍼티가 없음.
- 이벤트 : C#은 델리게이트와 이벤트를 지원, C++은 직접 구현해야 함.
