JAVA : 상속, 생성자, 정보의 은닉화

안녕하세요 🙂 오늘은 JAVA에서 상속, 생성자, 정보의 은닉화(Encapsulation, information hiding)에 대해 포스팅해보도록 하겠습니다.

Java는 객체 지향 프로그래밍(Object Oriented Programming)입니다. JAVA는 미리 만들어진 프로그램 또는 클래스를 가지고, 새로운 프로그램 또는 클래스를 만듭니다.

이 때, JAVA에서 빌트인 클래스(미리 만들어진 프로그램 또는 클래스)의 최고 우두머리는 java.lang.Object 클래스로, 사용자 정의 클래스는 java.lang.Object 클래스를 상속하여 만듭니다.

상속

• 사진 출처: 위키백과 가족

인간사회에서 상속은 부모가 자식에게 넘겨주는 것을 의미합니다.

JAVA와 같은 객체 지향 언어에서 상속의 개념은 인간사회와 비슷하지만, 차이는 자식은 부모의 재산을 다 사용할 수 있습니다. (단, 부모가 자식에서 상속을 해주면 부모는 자식의 재산을 부모 맘대로 사용할 수 없습니다.)

Q. 객체 지향에서 상속을 하는 이유는?

부모의 자원을 자식이 사용하기 위해서입니다. 해당 사진에서 증조부/증조모는 자바에서 java.lang.Object 클래스입니다. 해당 클래스의 자식인 조부/조모는 java.lang.Object 클래스에 있는 모든 자원을 다 쓸 수 있습니다.

JAVA에서 상속 기능을 하는 키워드 : extends, implements

키워드	의미
extends	클래스 상속할 때 사용하는 키워드
implements	인터페이스를 상속 할 때 사용하는 키워드

실습 코드

예전 HelloJava 출력하기 포스팅에서 처음으로 HelloJava 출력할 때 당시 코드는 아래와 같았습니다.

public class HelloJava{

        public static void main(String args[]){

                System.out.println("Hello Java");
        }
}

HellaJava 클래스는 사실 extend java.lang.Object 명령어를 통해 java.lang.Object에서 상속받은 클래스인데, 생략 된 코드입니다.

• extends 키워드로 클래스를 상속하면 상속해준 클래스가 먼저 올라갑니다.

public class HelloJava extends java.lang.Object{

        public static void main(String args[]){

                System.out.println("Hello Java");
        }
}

해당 코드를 컴파일 후 실행시키면, 처음 코드와 마찬기지로 "Hello Java"가 출력됩니다. 여기서, javap HelloJava로 클래스 파일을 역컴파일 하면 다음과 같은 결과가 출력됩니다.

Compiled from "HelloJava.java"
public class HelloJava {
  public HelloJava();
  public static void main(java.lang.String[]);
}

여기서, 3번째 줄에 public HelloJava()를 생성자라고 합니다.

생성자란 클래스를 메모리에 올릴 때, JVM이 사용하는 함수로 자바 소스에 생성자의 코드 블럭이 있으면 해당 생성자를 사용하고, 코드블럭이 없으면 JVM 생성자를 만들어 사용합니다.

생성자(Constructor)

HelloJava의 역컴파일 과정에서 출력된 public HelloJava()와 같은 생성자를 기본 생성자(Default Contructor)라고 합니다. JVM은 자바 소스에 생성자의 코드 블럭이 없으면 기본 생성자를 생성하여 멤버필드를 초기화 합니다.

생성자의 모습

클래스이름(){

}

생성자 실습 코드

package a.b.c.ch2;

class Const_p{
	String s;
	int i;
}

public class Object_p_2{	
	// 실험1 : 생성자가 없는 경우

	// 실험2 : 매개변수가 없는 기본 생성자 만들기
	Object_p_2() {
		System.out.println("매개변수가 없는 기본 생성자");
	}

	// 실험3 : 매개변수가 있는 기본 생성자 만들기
	Object_p_2(String s) {
		System.out.println("매개변수가 있는 기본 생성자 \n");
		System.out.println("Object_p_2(String s)의 s >>> : "+s);
	}

	public static void main(String args[]){

		System.out.println("Hello Java");

		Object_p_2 rv = new Object_p_2();
		System.out.println("참조변수 주소값 >>> : "+rv);

		Object_p_2 rv = new Object_p_2("실험3의 매개변수 입력");
		System.out.println(" 실험3의 참조변수 >>> : "+rv);

		Const_p rv = new Const_p();
		System.out.println("rv 참조변수 주소값 >>> : "+rv);
		System.out.println("rv.s >>> : "+rv.s);
		System.out.println("rv.i >>> : "+rv.i);
	} 
} 

다음과 같이 실험1 : 생성자가 없는 경우, 실험2 : 매개변수가 없는 기본 생성자 만들기, 실험3 : 매개변수가 있는 기본 생성자 만들기를 각각 실험(하나의 실험을 할 때 나머지 실험은 주석처리 후 실행)하면 결과는 다음과 같습니다.

✔ 실험 1: 생성자가 없는 경우 역컴파일

Compiled from "Object_p_2.java"
public class a.b.c.ch2.Object_p_2 {
public a.b.c.ch2.Object_p_2();
public static void main(java.lang.String[]);
}

javap 역컴파일을 해보면 기본생성자를 JVM이 생성하였고, JVM이 기본생성자를 만들어서 멤버필드를 초기화 하였습니다.

✔ 실험2 : 매개변수가 없는 기본 생성자 만들기

생성자가 생성이 되면서 "매개변수가 없는 기본 생성자"가 출력됩니다.

마찬가지로, javap 역컴파일을 해보면 기본 생성자가 생긴 것을 확인 할 수 있습니다.

public class a.b.c.ch2.Object_p_2 {
java.lang.String s;
int i;
a.b.c.ch2.Object_p_2();
public static void main(java.lang.String[]);
}

✔ 실험3 : 매개변수가 있는 생성자 만들기

매개변수가 있는 생성자를 만들고, 역컴파일 하면 기본 생성자가 아닌 새로운 생성자가 생깁니다.

Compiled from "Object_p_2.java"
public class a.b.c.ch2.Object_p_2 {
java.lang.String s;
int i;
a.b.c.ch2.Object_p_2(java.lang.String);
public static void main(java.lang.String[]);
}

✔ 다른 클래스의 생성자 확인

마지막으로 Object_p_2 클래스가 아닌 Const_p 클래스의 객체를 만들어서 출력하면, String의 초기값인 null과 int의 초기값인 0이 출력됩니다. 이 과정을 역컴파일하여 확인하면, 다음과 같습니다.

Compiled from "Object_p_2.java"
public class a.b.c.ch2.Object_p_2 {
  public a.b.c.ch2.Object_p_2();
  public static void main(java.lang.String[]);
}

main함수가 있는 클래스에서 기본 생성자를 생성후, new 키워드를 통해 참조변수 주소값을 a.b.c.ch2.Const_p@15db9742으로 객체를 생성하여, String의 초기값과 int의 초기값을 출력합니다.

생성자를 만드는 규칙

번호	규칙설명
1	클래스 이름 ( ) { }
2	( ) 소괄호에 매개변수를 사용할 수 있다.
3	{ } 블럭에서 클래스를 인스턴스 하면서 맨 먼저 해야할 함수(동작)을 선언한다.
4	생성자는 멤버변수를 초기화 한다.

생성자 실습코드 : 회원가입 프로그램 코드

✔ a.b.c.ch2.scr.MemberScr

package a.b.c.ch2.scr;

// a.b.c.ch2.vo.MemberVO 에 있는 클래스를 
// a.b.c.ch2.scr.MemberScr 클래스에서 사용하려고 불러온다.
import a.b.c.ch2.vo.MemberVO;

// 회원가입 프로그램
public class MemberScr {
	
	public static void main(String args[]) {
		MemberVO mvo=new MemberVO();
		System.out.println("mov 참조변수 주소값 >>> : "+mvo);

		MemberVO mvo_1 = new MemberVO("HGD", "HGD00", "홍길동", "010-1234-5678","사랑시 행복구");
		System.out.println("mvo_1 참조변수 주소값  >>> : " + mvo_1);
	}
}

✔ a.b.c.ch2.vo.MemberVO

package a.b.c.ch2.vo;

// 회원가입 프로그램에서 회원정보를 나르는 클래스 

public class MemberVO {

	 public String mid;
	 public String mpw;
	 public String mname;
	 public String mhp;
	 public String maddr;

	public MemberVO() {
		System.out.println("mid >>> : " + mid);
		System.out.println("mpw >>> : " + mpw);
		System.out.println("mname >>> : " + mname);
		System.out.println("mhp >>> : " + mhp);
		System.out.println("maddr >>> : " + maddr);			
	}

	public MemberVO(String mid, String mpw, String mname, String mhp, String maddr) {
		System.out.println("mid >>> : " + mid);
		System.out.println(" mpw >>> : " + mpw);
		System.out.println(" mname >>> : " + mname);
		System.out.println(" mhp >>> : " + mhp);
		System.out.println(" maddr >>> : " + maddr + "\n");		
	}

}

다음과 같은 두 개의 클래스를 서로 연동하여 사용하고자 할 때, 컴파일을 명령어는 다음과 같이 입력하여야 합니다.

// 컴파일 명령어

javac -d . MemberVO.java MemberScr.java

// 실행 명령어

java a.b.c.ch2.scr.MemberScr

출력 결과

mid >>> : null
mpw >>> : null
mname >>> : null
mhp >>> : null
maddr >>> : null
mov 참조변수 주소값 >>> : a.b.c.ch2.vo.MemberVO@15db9742
mid >>> : HGD
 mpw >>> : HGD00
 mname >>> : 홍길동
 mhp >>> : 010-1234-5678
 maddr >>> : 사랑시 행복구

mvo_1 참조변수 주소값  >>> : a.b.c.ch2.vo.MemberVO@6d06d69c

매개변수가 없는 생성자에서는 String의 default값인 null이 출력이 되며, 매개변수가 있는 생성자에서는 매개변수가 잘 출력된 것을 확인 할 수 있습니다.

만약, MemberVO 클래스의 멤버변수의 접근제한자가 public이 아니라 private라면??

MemberScr 클래스에서 MemberVO 클래스의 변수를 출력시킬 수 없습니다. 가령 MemberVO 클래스의 멤버변수의 접근제한자를 public에서 private로 바꾸고 MemberScr 클래스에서

MemberVO mvo=new MemberVO();
System.out.println("mvo.mid >>> : "+mvo.mid);

다음과 같은 내용을 출력시키면

MemberScr.java:21: error: mid has private access in MemberVO

다음과 같은 에러가 출력됩니다. 그 이유는 public은 다른 패키지에서도 사용이 가능하나, private는 class 블록 밖에서 사용하지 못하는 접근제한자이기 때문입니다.

정보의 은닉화

정보의 은닉화는 information hiding이라고도 하며, Encapsulation이라고도 불립니다.
정보의 은닉화는 다른 객체에게 자신의 정보를 숨기고 자신의 연산만을 통해 접근을 허용하는 것으로, 클래스 외부에서 특정 정보에 접근을 막는다는 의미입니다.

• 출처 : 해시넷 : 정보은닉

이전 코드에서 public이 아닌 private로 접근제한자를 수정 후, 다른 패키지에 있는 클래스의 변수를 출력시킬 때, 에러가 나타나는 것을 확인 할 수 있었습니다.

이는 다른 객체에서 접근 허용을 막고, 자신의 연산만으로 접근이 가능하게 만들었기 때문입니다.

그렇다면 어떻게 접근할 수 있을까?

답은 public 생성자를 통해서 접근하게 만들 수 있습니다. 해당 내용은 실습 코드를 통해 보도록 하겠습니다.

실습 코드

package a.b.c.ch2;

// n번은 콘솔창 출력 순서
class EncapVO{
	private String sval;
	private int ival;
	
	// 생성자 1
	public EncapVO(){
		System.out.println("\n 2번 EncapVO의 private sval >>> : "+sval);
		System.out.println("\n 3번 EncapVO의 private ival >>> : "+ival);
		System.out.println("\n 4번 EncapVO의 private this.sval >>> : "+this.sval); 
		System.out.println("\n 5번 EncapVO의 private this.ival >>> : "+this.ival);
	}
	
	// 생성자 2
	public EncapVO(String sval, int ival){
		System.out.println("\n 9번 EncapVO(String sval, int ival) 매개변수에 인수를 대입한 이후 >>> : "+sval);
		System.out.println("\n 10번 EncapVO(String sval, int ival) 매개변수에 인수를 대입한 이후 >>> : "+ival);
		System.out.println("\n 11번 EncapVO(String sval, int ival) 매개변수가 아닌 멤버변수 >>> : "+this.sval);
		System.out.println("\n 12번 EncapVO(String sval, int ival) 매개변수가 아닌 멤버변수 >>> : "+this.ival);

		this.sval=sval;
		this.ival=ival;

		System.out.println("\n 13번 EncapVO(String sval, int ival) 매개변수를 멤버변수 sval, ival에 대입한 이후 >>> : "+this.sval);
		System.out.println("\n 14번 EncapVO(String sval, int ival) 매개변수를 멤버변수 sval, ival에 대입한 이후 >>> : "+this.ival);
		}


	public void setSval(String sval){
		this.sval=sval;
	}

	public String getSval(){
		return this.sval;
	}

	public void setIval(int ival){
		this.ival=ival;
	}
	public int getIval(){
		return this.ival;
	}
} 

public class Encap_p{
	public static void main(String args[]){
		System.out.println("\n 1번 main 함수 시작 \n");
		
		// 생성자 1 Test
		EncapVO rv=new EncapVO();
		System.out.println("\n 6번 Encap_p의 참조변수 주소 >>> : "+rv);
		System.out.println("\n 7번 rv.getSval() >>> : "+rv.getSval());
		System.out.println("\n 8번 rv.getIval() >>> : "+rv.getIval());

		// 생성자 2 Test
		EncapVO rv_2=new EncapVO("This Year", 2022);
		System.out.println("\n 15번 rv_2의 참조변수 주소 >>> : "+rv_2);
		System.out.println("\n 16번 rv_2.getSval() >>> : "+rv_2.getSval());
		System.out.println("\n 17번 rv_2.getIval() >>> : "+rv_2.getIval());

		rv_2.setSval("Last Year");
		rv_2.setIval(2021);
		System.out.println("\n 18번 this.sval은 null이였는데, this.sval=Last Year이 되었으므로 >>> "+rv_2.getSval());
		System.out.println("\n 19번 this.ival은 0이였는데, this.ival=2021이 되었으므로 >>> "+rv_2.getIval());
	} 
} 

출력결과

this

해당 코드를 보시면, this가 있는 것을 보실 수 있습니다. this 키워드는 해당 클래스 내에 현재 변수 값을 지칭하는 키워드 입니다. 가령, 현재 클래스의 변수가 String sval;이면 String의 초기값인 null이 출력되며, 현재 클래스의 변수가 int ival;면, int의 초기값인 0이 출력됩니다.

만약, 이 때, this.sval="This Year";, this.ival=2022를 대입한다면, 대입 이후, 현재 클래스의 변수는 This Year와 2022가 됩니다.

코드 출력 해설

출력순서	설명
1번	main 함수의 시작을 의미합니다.
2번	new 키워드로 객체를 생성하였습니다. (생성자 1, 매개변수X), String의 초기값을 출력하였기 때문에 null이 출력되었습니다.
3번	int의 초기값을 출력하였기 때문에 0이 출력되었습니다.
4번	this.sval은 현재 String에 선언한 변수값인데, 초기화 상태이기 때문에, null이 출력됩니다.
5번	this.ival은 현재 int에 선언한 변수값이 초기화 상태이기 때문에, 0이 출력됩니다.
6번	new 키워드로 생성한 객체의 참조변수 주소값이 출력합니다.
7번	현재 String sval이 초기값인 상태이므로, null값이 출력됩니다. (4번 결과와 같습니다.)
8번	현재 int ival이 초기값인 상태이므로, 0이 출력됩니다. (5번 결과와 같습니다.)
9번	new 키워드로 객체를 생성하였습니다. (생성자 2, 매개변수O), 매개변수 Stinrg sval에 인수인 This Year가 대입이 되어서, This Year가 출력됩니다.
10번	매개변수 int ival에 인수인 int 2022가 대입이 되어서, 2022가 출력됩니다.
11번	클래스에 private String sval은 아직 어떤 값도 대입되지 않아, 초기값인 null이 출력됩니다.
12번	클래스에 private int ival은 아직 어떤 값도 대입되지 않아, 초기값인 0이 출력됩니다.
13번	this.sval=sval; 명령어로 현재 클래스의 String sval에 함수에 들어온 String sval을 대입하여 출력했으므로, This Year가 출력됩니다.
14번	this.ival=ival; 명령어로 현재 클래스의 int ival에 함수에 들어온 int ival을 대입하여 출력했으므로, 2022가 출력됩니다.
15번	new 키워드로 객체를 생성한 뒤, 참조변수의 주소를 출력합니다.
16번	9번부터 14번 과정이 끝났기 때문에 this.sval=This Year 대입이 완료된 상태입니다. 따라서, This Year가 출력됩니다.
17번	9번부터 14번 과정이 끝났기 때문에 this.ival=2022 대입이 완료된 상태입니다. 따라서, 2022가 출력됩니다.
18번	this.sval이 초기값이였는데, this.sval=Last Year 대입을 한 뒤, this.sval을 리턴하였으므로, Last Year가 출력됩니다.
19번	this.ival이 초기값이 였는데, this.ival=2021 대입을 한 뒤, this.ival을 리턴하였으므로, 2021이 출력됩니다.

이상으로 JAVA : 상속, 생성자, 정보의 은닉화 포스팅을 마치도록 하겠습니다. 😃