[2022-11-28] JAVA의 정석 - 객체지향 I

객체지향 언어

 

특징

: 코드의 재사용성이 높다.

: 코드의 관리가 용이하다.

: 신뢰성이 높은 프로그래밍을 가능하게 한다.

 

 

클래스와 객체

클래스 정의 : 객체를 정의해 놓은 것 (설계도) && 사용자정의 타입

클래스 용도 : 객체를 생성하는데 사용된다.

 

객체의 정의 : 실제로 존재하는 것. 사물 또는 개념

객체의 용도 : 객체가 가지고 있는 기능과 속성에 따라 다름

 

유형의 객체 : 사물

무형의 객체 : 논리, 개념

1. 변수 : 하나의 데이터를 저장할 수 있는 공간
2. 배열 : 같은 종류의 여러 데이털르 하나의 집합으로 저장할 수 있는 공간
3. 구조체 : 서로 관련된 여러 데이터를 종류에 관계없이 하나의 집합으로 저장할 수 있는 공간
4. 클래스 : 데이터와 함수의 결합 (구조체 + 함수)

 

 

객체와 인스턴스

클래스로부터 객체를 만드는 과정을 클래스의 인스턴스화 라고 한다.

어떤 클래스로부터 만들어진 객체를 그 클래스의 인스턴스 라고 한다.

 

 

객체의 구성요소

속성 : 멤버변수, 특성, 필드 ,상태  (크기, 길이, 높이, 색상, 볼륨)

기능 : 메서드, 행위 (켜기,끄기,볼륨낮추기)

 

class TV {
	// 속성
	String color;
    boolean power;
    int channel;
    
    // 기능
    void power();
    void channelUp();
    void chnnelDown();
    }

 

 

인스턴스 생성과 사용

클래스명 변수명; // 클래스의 객체를 참조하기 위한 참조변수를 선언(리모콘과 같은 역할을 한다)
변수명 = new 클래스명(); // 클래스 객체를 생성 후, 객체의 주소를 참조변수에 저장 (리모콘과 연결)

Tv t; // Tv 클래스 타입의 참조변수 t를 선언
t = new Tv(); // Tv인스턴스 생성 후 생성된 Tv인스턴스 주소를 t에 저장

==


Tv t = new Tv(); //리모콘과 객체 연결

class Tv{
	String color;
	boolean power;
    int channel;
    
    void power();
    void channerUp()
    void channelDown()
    }
 

class TvTest{
	public static void main(String args[]){
    	Tv t;
        t = new Tv();
        // t1 = t2로 하면 t2가 가르키고있던 객체와 연결이 끊어짐 이는 GC가 관리해줌
        // 한 객체를 2개 이상 참조변수가 가리킬 수 있음
        t.channel = 7; // 참조변수 t가 가리키는 멤버변수channel의 값을 7로 함
        t.channelDown(); // 참조변수 t가 가리키는 Tv인스턴스의 메서드를 호출
        System.out.println("현재 채널은 " + t.channel + "입니다.");
        }
}

 

 

객체 배열

 Tv tv1, tv2, tv3;
 
 ==
 
 Tv[] tvArr = new Tv[3];
 tvArr[0] = new Tv();
 tvArr[1] = new Tv();
 tvArr[2] = new Tv();
 
 
 ==
 
 Tv[] tvArr = { new Tv(), new Tv(), new Tv() };
 
 
 ==
 
 
 Tv[] tvArr = new Tv[100];
 
 for (int i=0; i<tvArr.length; i++) {
 	tvArr[i] = new Tv();
    }

 

변수와 메서드

class Variables
{
    int iv; // 인스턴스변수
    static int cv; // 클래스 변수 (static변수, 공유 변수)
    
    void method()
    {
    int lv = 0; // 메서드 영역
    }
 
}

 

1. 인스턴스 변수

* 클래스 영역에 선언 되며, 클래스 인스턴스(객체) 생성 시 만들어 진다. 때문에 인스턴스 변수의 값을 읽고 저장하기 위해선 인스턴스를 생성해야 한다. 

* 객체 == 인스턴스 변수 묶은 것

* 인스턴스는 독립적인 저장 곤간을 가지므로 서로 다른 값을 가질 수 있다. 인스턴스마다 ㄷ고유한 상태를 유지해야 하는 속성의 경우 인스턴스 변수로 선언

 

2. 클래스 변수

* 인스턴스 변수 앞에 static을 붙이기만 화면 된다. 클래스 변수는 모든 인스턴스가 공통된 저장공간을 공유하게 된다. 한 클래스의 모든 인스턴스들이 공통적인 값을 유지해야하는 속성의 경우 클래스변수로 선언한다.

* 인스턴스변수와 달리 인스턴스를 생성하지 않고 언제라도 바로 사용할 수 있다는 특징이 있다. '클래스이름.클래스변수'와 같은 형식으로 사용한다.

* 클래스가 메모리에 로딩될 떄 생성되어 프로그램이 종료될 때 까지 유지된다. 전역변수의 특성을 갖는다.

 

3. 지역 변수

메서드 내에 선언되어 메서드 내에서만 사용 가능

메서드가 종료되면 소멸되어 사용할 수 없게 된다.

 

 

 

자바의 정석에서는 이해를 돕기 위해 카드를 예로 들었다.

class Card {
    String kind;
    int number;
    
    static int width = 100;
    static int height = 250;
    }

트럼프 카드의 종류와 번호는 카드마다 변한다. 하지만 카드의 가로 세로는 모두 일정하다.

해서 Card()를 쓸 때 마다 kind와 number을 생성해야한다.

cv는 class.변수 로 써야 한다.

 

메서드

반환타입 메서드이름 (타입 변수명, 타입 변수명, )
{
 //메서드 호출시 수행될 코드
}

+) 반환 타입이  void 가 아닐 경우는 무조건 return 반환값이 포함되어야 한다. 이 값의 타입은 반환 타입과 일치하거나 적어도 자동 형변환이 가능한 것 이어야 한다.

 

 

 

클래스 메서드 인스턴스 메서드

인스턴스 생성 필수적

 

 

1. 클래스를 설계할 때, 멤버 변수 중 모든 인스턴스에 공통으로 사용하는 것에 static을 붙인다.

2. 클래스 변수는 인스턴스를 생셩하지 않아도 사용 가능

3. 클래스 메서드는 인스턴스 변수를 사용할 수 없다.

4. 메서드 내에서 인스턴스 변수를 사용하지 않는다면 static을 붙이는 것을 고려한다.

class MyMath2 {
	long a, b;
    
    long add() { // 인스턴스 메서드
    	return a + b ;
    }
    
    static long add(long a, long b) { // 클래스 메서드 (static메서드)
    	return a + b ;
    }
}

인스턴스 메서드

- 인스턴스 생성 후 , '참조변수.메서드이름()' 으로 호출

- 인스턴스 멤버와 관련된 작업을 하는 메서드

- 메서드 내에서 인스턴스 변수 사용가능

 

static 메서드 (ex Math.random)

- 객체 생성 없이 '클래스이름.메서드이름()'으로 호출

- 인스턴스 멤버와 관련없는 작업을 하는 메서드

- 메서드 내에서 인스턴스 변수 사용 불가

 

같은 클래스에 속한 멤버들 간에는 별도의 인스턴스를 생성하지 않고도 서로 참조 또는 호출이 가능하다. 단, 클래스 멤버가 인스턴스 멤버를 참조 또는 호출하고자 하는 경우에는 인스턴스를 생성해야 한다. 왜냐하면 인스턴스 멤버가 존재하는 시점에 클래스 멤버는 항상 존재하지만, 클래스 멤버가 존재하는 시점에 인스턴스 멤버가 존재하지 않을 수 있기 때문

(객체를 생성해야 사용할 수 있다. 하지만 인스턴스 멤버간의 호출에는 아무런 문제가 없는데, 하나의 인스턴스 멤버가 존재 한다는 것은 인스턴스가 이미 생성되어있다는 것을 의미하며 다른 인스턴스멤버들도 모두 존재하기 때문)

 

기본형 매개변수와 참조형 매개변수

기본형 : 변수의 값을 읽기만 할 수 있음

참조형 : 변수의 값을 읽고 변경할 수 있다.

static void change(int x) {} // 기본형 매개변수

static void change (Data d) { // 참조형 매개변수
	d.x = 100;
}

 

 

오버 로딩

같은 이름을 가진 메서드가 있더라도 매개변수의 개수 또는 타입이 다르면 같은 이름을 사용해 메서드를 정의할 수 있다.

 

단, 

long add(int a, long b) { return a + b; }

long add(long a, int b) { return (long) a + b; }

 

add(3,3)이면 에러가 난다.

 

 

가변인자와 오버로딩

JDK1.5부터 매개변수 개수를 동적으로 지정해줄 수 있게 되었음 '타입.. 변수명' 으로 선언

 

생성자

생성자란 인스턴스가 생성될 때 호출되는 인스턴스 초기화 메서드다. 따라서 인스턴스 변수 초기화 작업에 주로 사용되며, 인스턴스 생성 시에 실행되어야 할 작업들을 위해서 사용된다. 메서드처럼 클래스 내에 선언되며, 리턴값이 없다는 점이 메서드와 다르다. 다만 void를 사용하지 않고 아무것도 적지 않는다.

 

1. 생성자의 이름은 클래스의 이름과 같아야 한다.

2. 생성자는 리턴 값이 없다.

 

Card c = new Card();

1. 연산자 new에 의해서 메모리에 card클래스의 인스턴스가 생성된다.
2. 생성자 Card()가 호출되어 수행된다.
3. 연산자 new의 결과로, 생성된 Card인스턴스의 주소가 반환되어 참조변수 c에 저장된다.

 

생성자에서 다른 생성자 호출하기

- 생성자의 이름으로 클래스 대신 this를 사용한다.

- 한 생성자에서 다른 생성자를 호출할 때는 반드시 첫 줄에서만 호출 가능

 

 

this -> 인스턴스 자신을 가리키는 참조변수로 인스턴스 주소가 저장되어 있다. 모든 인스턴스 메서드에 지역변수로 숨겨진 채로 존재한다.

this() -> 같은 클래스의 다른 생성자를 호출할 때 사용한다.

class Car {
	String color;
    String gearType;
    int door;
    
    
    Car() {
    	this("white", "auto", 4);
    }
    Car(String color) {
    	this(color, "auto", 4);
    }
    Car(String color, String gearType, int door) {
    	this.color = color;
        this.gearType = gearType;
        this.door = door;
    }
}

class CarTest2 {
	public static void main(String[] args) {
    	Car c1 = new Car();
       	Car c2 = new Car("blue");
        
        System.out.println("c1의 color = " + c1.color + ", gearType =" + c1.gearType + ", door= " + c1.door);
        // c1의 color = white, gearType = auto, door=4
		System.out.println("c2의 color = " + c2.color + ", gearType =" + c2.gearType + ", door= " + c2.door);
        // c1의 color = blue, gearType = auto, door=4
        
       }
}

 

 

생성자를 이용한 인스턴스의 복사

 

class Car {
    String color;        /
    String gearType;    
    int door;           
 
    Car() {
        this("white", "auto", 4);
    }
 
    Car(Car c) {    // 인스턴스의 복사를 위한 생성자.
        color    = c.color;
        gearType = c.gearType;
        door     = c.door;
    }
    
 
    Car(String color, String gearType, int door) {
        this.color    = color;  // iv = lv
        this.gearType = gearType;
        this.door     = door;
    }
}

class CarTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        Car c1 = new Car();
        Car c2 = new Car(c1);    // c1의 복사본 c2를 생성한다.
        System.out.println("c1의 color=" + c1.color + ", gearType=" + c1.gearType+ ", door="+c1.door);
        // c1의 color = white, gearType = auto, door=4
        System.out.println("c2의 color=" + c2.color + ", gearType=" + c2.gearType+ ", door="+c2.door);
 		// c2의 color = white, gearType = auto, door=4
        
        
        c1.door=100;    // c1의 인스턴스변수 door의 값을 변경한다.
        System.out.println("c1.door=100; 수행 후");
        System.out.println("c1의 color=" + c1.color + ", gearType=" + c1.gearType+ ", door="+c1.door);
        // c1의 color = white, gearType = auto, door=100
        System.out.println("c2의 color=" + c2.color + ", gearType=" + c2.gearType+ ", door="+c2.door);
    	// c2의 color = white, gearType = auto, door=4
    }
}

 

복사한 것 이지만 독립적으로 메모리 공간에 존재하는 별도의 인스턴스이므로 c1의 값들이 변경되어도 c2가 영향을 받지 않는다.

 

1. 클래스 - 어떤 클래스의 인스턴스를 생성할 것인가?
2. 생성자 - 선택한 클래스의 어떤 생성자로 인스턴스를 생성할 것인가?

 

 

변수의 초기화

** 멤버변수(클래스변수, 인스턴스변수)와 배열의 초기화는 선택적이지만, 지역변수의 초기화는 필수적이다.

class InitTest{

    int x;
    int y = x; // 인스턴스 변수
    
    void method1() {
    	int i; // 지역변수
        int j = i; // 에러 난다. 따라서 i = 0으로 초기화를 해줘야 함
    }
}

멤버변수 초기화 방법

1. 명시적 초기화

: 변수를 선언과 동시에 초기화 하는 방법을 명시적 초기화라고 한다.

class Car{
    int door = 4;	// 기본형 변수의 초기화
    Engine e = new Engine(); // 참조형 변수의 초기화
    }

 

 

2. 생성자

3. 초기화 불럭

- 인스턴스 초기화 블럭 

- 클래스 초기화 블럭

class InitTest {
    static int cv = 1; // 명시적 초기화
    int iv = 1;
    
    static { cv = 2; } // 클래스 초기화 블럭
    { iv = 2; } // 인스턴스 초기화 블럭
 
 InitTest() {	// 생성자
    	iv = 3;
    }
}

 

 

클래스변수는 클래스가 처음 로딩될 때 단 한번

인스턴스변수는 인스턴스가 생성될 때 마다