ch06

Chapter 06 - 객체지향 프로그래밍 1

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객체지향언어란?

• 실제 세계는 객체로 이루어져 있으며, 발생하는 모든 사건들은 객체간의 상호작용
• 특징
  1. 코드의 재사용성이 높음
  2. 코드의 관리가 용이
  3. 신뢰성이 높은 프로그래밍 가능

처음부터 고민하기 보다 일단 기능적으로 완성한 다음 리팩토링 하기!

클래스와 객체

• 클래스: 객체를 정의해 놓은 것으로 객체 생성하는데 사용 ex) 제품 설계도
• 객체: 실재로 존재하는 것으로 용도는 객체가 갖는 기능과 속성에 따라 다름 ex) 제품
• 클래스를 잘 만들어두면, 매번 객체를 생성할 때마다 어떻게 객체를 만들어야 할지 고민하지 않아도 됨

객체와 인스턴스

• 인스턴스화(Instantiate): 클래스로부터 객체를 만드는 과정
• 인스턴스(Instance): 어떤 클래스로부터 만들어진 객체
• 객체는 모든 인스턴스를 대표하는 총괄적 의미 / 인스턴스는 보다 구체적인 의미

객체의 구성요소 - 속성과 기능

• 속성(property) = 멤버 변수(member variable)

• 기능(function) = 메서드(method)

• ex)

  구분	예시
  속성	크기, 길이, 높이, 색상, 볼륨, 채널 등
  기능	켜기, 끄기, 볼륨 높이기, 채널 변경하기 등

class TV {
    String color; // 색깔
    boolean power; // 전원 상태
    int channel; // 채널
    
    void power() {
        power != power;
    }
    void channelUp() {
        channel++;
    }
    void channerDown() {
        channel--;
    }
}

인스턴스의 생성과 사용

Tv t; // Tv 클래스 타입의 참조변수 t 선언
t = new Tv(); // Tv인스턴스를 생성한 후, 생성된 Tv인스턴스의 주소를 t에 저장

인스턴스는 참조변수를 통해서만 다룰 수 있으며, 참조변수의 타입은 인스턴스 타입과 일치해야함

객체 배열

• 객체 배열 안에 객체의 주소가 저장
• Tv[] tvArr = new Tv[3];: 길이가 3인 Tv타입의 참조변수 배열

클래스의 또 다른 정의

1. 변수

• 하나의 데이터를 저장할 수 있는 공간

2. 배열

• 같은 종류의 여러 데이터를 하나의 집합으로 저장할 수 있는 공간

3. 구조체

• 서로 관련된 여러 데이털르 종류에 관계없이 하나의 집합으로 저장할 수 있는 공간

4. 클래스

• 데이터와 함수의 결합(구조체 + 함수)

변수와 메서드

변수의 종류	선언 위치	생성 시기
클래스 변수	클래스 영역	클래스가 메모리에 올라갈 때
인스턴스 변수	클래스 영역	인스턴스가 생성되었을 때
지역 변수	클래스 영역 이외의 영역(메서드, 생성자, 초기화 블럭 내부)	변수 선언문이 수행되었을 때

1. 인스턴스 변수(Instance Variable)

• 인스턴스는 독립적 저장공간을 갖게됨

2. 클래스 변수(Class Variable)

• 인스턴스 변수 앞에 static을 붙임
• 모든 인스턴스가 공통된 저장공간을 공유
• public을 붙이면 전역변수의 성격을 갖게됨

3. 지역 변수(Local Variable)

• 메서드 내에 선언되어 메서드 내에서만 사용 가능

• 클래스 변수 사용 시 '클래스이름.클래스변수'의 형태로 사용하는 것이 좋음

인스턴스 변수는 인스턴스가 생성될 때마다 생성되므로 인스턴스마다 각기 다른 값을 유지할 수 있지만, 클래스 변수는 모든 인스턴스가 하나의 저장공간을 공유하므로, 항상 공통된 값을 갖는다.

메서드

• 특정 작업을 수행하기 위한 일련의 문장들을 하나로 묶은 것

• 사용 이유

  1. 높은 재사용성(reusability)
  2. 중복된 코드의 제거
  3. 프로그램의 구조화
  • 처음에 메서드를 작업 단위로 만들고 하나씩 완성해가기

• 선언과 구현

  /*
  * 반환타입 메서드이름 (타입 변수명, 타입 변수명, ... )
  * { // 메서드 호출시 수행될 코드 }
  */
  int add (int a, int b) {
    int result = a + b;
    return result;
  }

• 메서드 반환타입이 void가 아닌경우, 'return 반환값'이 반드시 포함되어 있어야하며, 반환타입은 일치하거나 적어도 자동 변환이 가능한 것이어야 함

• 메서드 호출

  • 메서드 호출 시 ()안에 지정해준 값들 = 인자(argument)
  • 인자는 메서드 호출되면서 매개변수에 대입

• 매개변수의 유효셩 검사

  • 가장 먼저 매개변수의 값이 적절한지 확인하기

JVM의 메모리 구조

• 

1. 메서드 영역(method area)

• 프로그램 실행 중 어떤 클래스가 사용되면, JVM은 해당 클래스의 클래스파일(*.class)을 읽고 분석하여 클래스 데이터를 이곳에 저장
• 클래스 변수도 이 영역에 함께 생성

2. 힙(heap)

• 인스턴스 변수들이 생성되는 공간

3. 호출스택(call stack or execution stack)

• 메서드 작업에 필요한 메모리 공간 제공
• 메서드 호출시 호출스택에 호출된 메서드를 위한 메모리가 할당되고, 이 메모리는 지역변수들과 연산의 중간결과 등을 저장하는데 사용
• 메서드가 작업을 마치면 할당되었던 메모리공간은 반환되어 비워짐

• 메서드가 호출되면 수행에 필요한 만큼의 메모리를 스택에 할당받음
• 메서드가 수행을 마치고나면 사용했던 메모리를 반환하고 스택에서 제거
• 호출스택의 제일 위에 있는 메서드가 현재 실행 중인 메서드
• 아래에 있는 메서드가 바로 위의 메서드를 호출한 메서드

기본형 매개변수와 참조형 매개변수

• 기본형 매개변수: 변수의 값을 읽기만 할 수 있음(read only)
• 참조형 매개변수: 변수의 값을 읽고 변경할 수 있음(read & write)

참조형 반환타입

반환타입이 '참조형'이라는 것은 메서드가 '객체의 주소'를 반환한다는 것

재귀호출(Recursive call)

• 메서드의 내부에서 메서드 자신을 다시 호출하는 것
• 무한루프에 빠지지 않기 위해서는 조건문이 반드시 있어야 함
• 논리적 간결함

클래스 메서드(static 메서드)와 인스턴스 메서드

• 인스턴스 메서드는 인스턴스 변수와 관련된 작업을 하는, 즉 메서드의 작업을 수행하는데 인스턴스 변수를 필요로하는 메서드
• 인스턴스와 관계없는 메서드를 클래스 메서드로 정의

1. 클래스를 설계할 때, 멤버변수 중 모든 인스턴스에 공통으로 사용하는 것에 static을 붙임
2. 클래스 변수(static 변수)는 인스턴스를 생성하지 않아도 사용 가능
3. 클래스 메서드(static 메서드)는 인스턴스 변수를 사용할 수 없음
4. 메서드 내에서 인스턴스 변수를 사용하지 않으면, static을 붙이는 것을 고려

클래스의 멤버변수 중 모든 인스턴스에 공통된 값을 유지해야하는 것이 있는지 살펴보고 있으면, static을 붙여줌 작성한 메서드 중에서 인스턴스 변수나 인스턴스 메서드를 사용하지 않는 메서드에 static을 붙일 것을 고려

클래스 멤버와 인스턴스 멤버간의 참조와 호출

• 인스턴스 멤버가 존재하는 시점에 클래스 멤버는 항상 존재하지만, 클래스 멤버가 존재하는 시점에 인스턴스 멤버가 존재하지 않을 수도 있

참고!

MemberCall c = new MemberCall();
int result = c.instanceMethod1();

-> 한줄로 요약

int result = new MemberCall().instanceMethod1();

오버로딩(Overloading)

• 한 클래스 내 같은 이름의 메서드를 여러개 정의하는 것
• 조건
  1. 메서드 이름이 같아야함
  2. 매개변수의 개수 또는 타입이 달라야함
  • 반환타입은 오버로딩 구현에 아무 영향을 주지 못함
• 예시

  void println()
  void println(boolean x)
  void println(char x)
  void println(char[] x)
  void println(double x)
  ...

• 장점
  • 메서드의 이름만 보고 같은 기능임을 알 수 있음
  • 메서드의 이름 절약 가능

생성자(Constructor)

• 인스턴스 초기화 메서드
• 조건
  1. 생성자의 이름은 클래스의 이름과 같아야 함
  2. 생성자는 리턴 값이 없음

  클래스 이름 (타입변수명, 타입변수명, ... ) {
    // 인스턴스 생성 시 수행될 코드,
    // 주로 인스턴스 변수의 초기화 코드를 적음
  }
  class Card {
    Card() {
        ...
    }
  
    Card(String k, int num) {
        ...
    }
  }

• 연산자 new가 인스턴스를 생성하는 것이지 생성자가 인스턴스를 생성하는 것이 아님

  Card c = new Card();
  // 1. 연산자 new에 의해 메모리(heap)에 Card클래스의 인스턴스 생성
  // 2. 생성자 Card()가 호출되어 수행
  // 3. 연산자 new의 결과로, 생성된 Card인스턴스의 주소가 반환되어 참조변수 c에 저장

기본 생성자(Default Constructor)

• 컴파일 시 자동으로 기본 생성자 추가
• 클래스이름() { }

기본 생성자가 컴파일러에 의해서 추가되는 경우는 클래스에 정의된 생성자가 하나도 없을 때 뿐

매개변수가 있는 생성자

• 생성자도 메서드처럼 매개변수를 선언하여 호출 시 값을 넘겨받아 인스턴스의 초기화 작업에도 사용 가능

생성자에서 다른 생성자 호출 - this(), this

• 조건

  1. 생성자의 이름으로 클래스이름 대신 this 사용
  2. 한 생성자에서 다른 생성자를 호출할 때는 반드시 첫 줄에서만 호출 가능

• this는 참조변수로 인스턴스 자신을 가리킴

• this: 인스턴스 자신을 가리키는 참조변수로 인스턴스 주소가 저장되어 있으며 모든 인스턴스 메서드에 지역변수로 숨겨진 채로 존재
• this(), this(매개변수): 생성자, 같은 클래스의 다른 생성자를 호출할 때 사용

생성자를 이용한 인스턴스의 복사

• 인스턴스 생성 시 결정한 2가지 사항
  1. 클래스 - 어떤 클래스의 인스턴스를 생성할지
  2. 생성자 - 선택한 클래스의 어떤 생성자로 인스턴스를 생성할지

변수의 초기화

• 멤버변수는 초기화하지 않아도 기본값으로 초기화

• 지역변수는 반드시 사용 전에 초기화해야함

• 각 타입의 기본값

  자료형	기본값
  boolean	false
  char	'\u0000'
  byte, short, int	0
  long	0L
  float	0.0f
  double	0.0d또는 0.0
  참조형 변수	null

• 멤버변수의 초기화방법
  1. 명시적 초기화(explicit initialization)
  2. 생성자(constructor)
  3. 초기화 블럭(initialization block)

명시적 초기화(Explicit Initialization)

• 변수를 선언과 동시에 초기화
• 복잡한 초기화 작업이 필요할 경우 초기화 블럭 사용

초기화 블럭(Initialization Block)

• 클래스 초기화 블럭: 클래스변수의 복잡한 초기화 작업
• 인스턴스 초기화 블럭: 인스턴스변수의 복잡한 초기화 작업

멤버변수의 초기화 시가와 순서

• 클래스변수의 초기화 시점: 클래스가 처음 로딩될 때 단 한번 초기화 됨

  • 순서: 기본값 -> 명시적 초기화 -> 클래스 초기화 블럭

• 인스턴스변수의 초기화 시점: 인스턴스가 생성될 때마다 각 인스턴스 별로 초기화 됨

  • 순서: 기본값 -> 명시적 초기화 -> 인스턴스 초기화 블럭 -> 생성자