[JAVA] 6 객체지향 프로그래밍1

           

  JAVA Study

1. 객체지향 언어

- 객체지향의 기본개념 

: 실제 세계는 사물(객체)로 이루어져 있으며, 발생하는 모든 사건들은 사물간의 상호작용이다

: 상속, 캡슐화, 추상화 개념을 중심으로 구체적으로 발전됨

- 객체지향 언어

: 코드의 재사용성이 높다 - 기존코드를 이용하여 새로운 코드 작성이 쉬움

: 코드의 관리가 용이하다 - 코드간의 관계를 이용해 쉽게 코드변경 가능

: 신뢰성이 높은 프로그래밍을 가능하게 한다 - 제어자와 메서드를 이용해 데이터를 보호하고 올바른 값을 유지하게 하며, 코드 중복 제거, 코드 불일치로 인한 오동작 방지

: 객체지향 프로그래밍은 프로그래머에게 거시적 관점에서 설계할 수 있는 능력을 요구

2. 클래스와 객체

- 클래스

: 객체를 정의해 놓은 것

: 객체의 설계도

: 객체를 생성하는데 사용되며

- 객체

: 클래스에 정의된 내용대로 메모리에 생성됨

: 객체의 용도는 객체가 가지고 있는 기능과 속성에 따라 다름

- 먼저 클래스를 작성한 후, 클래스로부터 객체를 생성해 사용한다

- 인스턴스화

: 클래스로부터 객체를 만드는 과정

: 어떤 클래스로부터 만들어진 객체를 그 클래스의 인스턴스라고 함

: 객체는 모든 인스턴스를 대표, 인스턴스는 어떤 클래스에서 생성된 객체인지를 강조하는 보다 구체적 표현

- 객체의 속성과 기능

: 객체는 다수의 속성과 다수의 기능을 가짐 ( 속성과 기능의 집합 )

: 클래스는 객체를 정의한 것이므로, 클래스에 객체의 모든 속성과 기능이 정의되어있음

: 클래스로부터 객체 생성 -> 클래스에 정의된 속성과 기능을 가진 객체가 만들어짐

: 속성 - 멤버변수, 특성, 필드, 상태

: 기능 - 메서드, 함수, 행위

- 인스턴스 생성

: 클래스명 변수명= new 클래스명();   ( ex. Tv t = new Tv(); )

-> Tv 클래스 타입의 참조변수 t 선언& 초기화

-> 인스턴스 속성을 사용하려면 '참조변수.멤버변수'로 작성 ( ex. t.멤버변수 )

: 인스턴스는 오직 참조변수를 통해서만 다룰 수 있음

: 참조변수의 타입은 인스턴스의 타입과 일치해야 함

: 같은 클래스로부터 생성되어도 각 인스턴스의 속성은 서로 다른 값을 유지할 수 있음, 메서드의 내용은 모든 인스턴스에 동일

class Tv{
    // Tv 속성 (멤버변수)
    String color;     //색상
    boolean power;    //전원상태 (on/off)
    int channel;    //채널
 
    // Tv기능 (메서드)
    void power() {
        power = !power;    //Tv를 켜거나 끄는 메서드
    }
    void channelUp() {
        ++channel;        //채널을 높이는 메서드
    }
    void channelDown() {
        --channel;        //채널을 낮추는 메서드
    }
}
 
class TvTest2{
    public static void main(String args[]){
        Tv t1 = new Tv();
        Tv t2 = new Tv();
        
        System.out.println("t1의 channel 값은 : "+t1.channel +"입니다.");    //t1의 channel 값은 : 0
        System.out.println("t2의 channel 값은 : "+t2.channel +"입니다.");    //t2의 channel 값은 : 0
 
        t1.channel = 7; //채널 7 저장
        System.out.println("t1의 channel 값은 : "+t1.channel +"입니다.");  //t1의 channel 값은 : 7
        System.out.println("t2의 channel 값은 : "+t2.channel +"입니다.");    //t2의 channel 값은 : 0
        
    }
}

- 객체배열

: 많은 수의 객체를 다룰 때 배열 사용

: 객체 배열안에 객체의 주소 저장, 참조변수를 하나로 묶은 참조변수 배열

- 클래스의 또다른 정의 (프로그래밍적 관점)

: 변수 - 하나의 데이터를 저장할 수 있는공간

: 배열 - 같은 종류의 여러 데이터를 하나의 집합으로 저장할 수 있는 공간

: 구조체 - 서로 관련된 여러 데이터를 종류에 관계없이 하나의 집합으로 저장할 수 있는 공간

: 클래스 - 데이터와 함수의 결합 (구조체 + 함수)

: 자바와 같은 객체지향언어는 변수(데이터)와 함수를 하나의 클래스에 정의하여 서로 관계 깊은 변수와 함수를 함께 다룰 수 있게 한다

3. 변수와 메서드

- 선언 위치에 따른 변수의 종류

: 클래스 변수 / 인스턴스 변수 / 지역변수

: 변수의 선언된 위치가 변수의 종류를 결정

: 멤버변수를 제외한 나머지는 모두 지역변수

: 멤버변수 중 static이 붙은 것은 클래스변수, 붙지 않은 것은 인스턴스변수

class Tv{
 
    String color;     // 인스턴스 변수
    static int channel;    // 클래스변수, 공유변수, static변수
 
 
    void method() {
        String color = 0; // 지역변수
    }
        
}

- 인스턴스 변수 

: 클래스영역에 선언

: 클래스의 인스턴스를 생성할 때 만들어짐

: 인스턴스 변수의 값을 읽어 오거나 저장하기 위해서 먼저 인스턴스 생성해야 함

: 독립적 저장공간을 가지므로 서로 다른 값을 가질 수 있음

: 인스턴스마다 고유한 상태를 유지해야 하는 속성의 경우 인스턴스변수로 선언

- 클래스 변수

: 인스턴스 변수 앞에 static을 붙이면 클래스 변수 선언됨

: 모든 인스턴스가 공통된 저장공간을 공유

: 한 클래스의 모든 인스턴스들이 공통적인 값을 유지해야 하는 경우 클래스 변수로 선언

: 인스턴스를 생성하지 않고 바로 사용 가능

: 클래스가 메모리에 로딩될 때 생성되어 프로그램이 종료될 때까지 유지

: public을 앞에 붙이면 같은 프로그램 내 어디서나 접근가능한 ' 전역변수 ' 성격을 가짐

- 지역 변수 

: 메서드 내에 선언되어 메서드 내에서만 사용 가능, 메서드 종료 시 소멸

: for문, while문의 블럭 내에 선언된 지역변수는 블럭을 벗어나면 소멸되어 사용 불가

- 메서드

: 특정 작업을 수행하는 일련의 문장들을 하나로 묶은 것

: 높은 재사용성 / 중복된 코드 제거 / 프로그램의 구조화

: 선언부와 구현부로 이루어짐

: 메서드 선언부 

- 메서드의 이름, 매개변수의 선언, 반환타입으로 구성  ( ex. int add ( int z, int b) )

: 매개변수 선언 

- 메서드가 작업을 수행하는데 필요한 값을 제공받기 위한 것

- 필요한 값의 개수만큼 변수를 선언하며 구분은 ','로 함

- 선언할 수 있는 매개변수의 개수는 거의 제한이 없지만, 배열이나 참조변수 사용

- 값을 받을 필요가 없다면 괄호안에 아무것도 적지 않음

: 메서드의 이름

- 동사인 경우가 많고, 메서드의 기능을 쉽게 알 수 있도록 함축적이면서 의미있는 이름을 사용

: 반환타입

- 메서드 작업수행 결과인 '반환값'의 타입

- 반환값이 없는 경우 반환타입으로 'void' 작성

: 메서드의 구현부

- 메서드를 호출했을 때 수행될 문장을 넣음

: return문

- 반환타입이 void가 아닌경우, 구현구 안에 'return 반환값;'을 반드시 포함

- 작업 수행 결과를 호출한 메서드로 전달

- 반환타입과 일치하거나 자동 형변환이 가능한 것

- 단 하나의 값만 반환할 수 있음

- 메서드의 호출

: 메서드 정의 후 호출하지 않으면 아무일도 발생하지 않음

: 인자와 매개변수

- 메서드를 호출할 때 괄호안에 지정한 값을 '인자' 또는 '인수'라고 함

- 인자의 개수와 순서는 호출된 메서드에 선언된 매개변수와 일치해야 함

- 인자는 메서드가 호출되면서 매개변수에 대입되므로 , 인자의 타입은 매개변수의 타입과 일치하거나 자동형변환되어야 함

: 메서드의 실행흐름

- 같은 클래스 내의 메서드끼리는 참조변수를 사용하지 않고도 서로 호출이 가능

- static메서드는 같은 클래스 내의 인스턴스 메서드를 호출할 수 없음

- 메서드가 호출되면 지금까지 실행중이던 메서드는 실행을 멈추고 호출된 메서드의 문장이 실행됨

- return문

: 현재 실행중인 메서드를 종료하고 호출한 메서드로 돌아감

: 반환타입이 void가 아닌 경우, 반드시 return문을 작성해야함

- JVM메모리 구조

: method area / heap / call stack

: method aret (메서드 영역)

- 클래스에 대한 정보 저장

: heap

- 인스턴스가 생성되는 공간, 인스턴스 변수들이 생성되는 공간

: call stack or executive stack (호출스택)

- 메서드의 작업에 필요한 메모리 공간 제공

- 메서드가 작업을 마치면 할당된 메모리 공간이 반환되어 비워짐

- 호출스택 제일 상위에 위치하는 메서드가 현재 실행중인 메서드이며 나머지는 대기상태

- 아래에 있는 메서드가 바로 위의 메서드를 호출한 메서드임

- 기본형 매개변수 

: 변수의 값을 읽기만 할 수 있음

- 참조형 매개변수

: 변수의 값이 저장된 곳이 주소를 알 수 있기 때문에 값을 읽고 변경할 수 있음

- 참조형 반환타입

: 메서드가 '객체의 주소'를 반환

- 재귀호출

: 매서드 내부에서 매서드 자신을 다시 호출하는 것

: 재귀호출하는 메서드를 '재귀메서드'라 함

: 재귀호출만 하게되면 무한히 자기 자신을 호출하기 때문에 조건문을 필수적으로 사용

- 클래스 메서드( static 메서드 ) 와 인스턴스 메서드

: 메서드 앞에 static을 붙이면 클래스 메서드, 붙어있지 않으면 인스턴스 메서드

: 메서드작업 수행 시 인스턴스 변수를 필요로하는 메서드를 인스턴스메서드로 정의, 인스턴스를 생성해야 호출가능

: 인스턴스와 관계 없는 메서드를 클래스 메서드로 정의 

- 클래스 설계 시, 모든 인스턴스에 공통적으로 사용하는 것에 static을 붙임

- 클래스 변수(static변수)는 인스턴스를 생성하지 않아도 사용 가능

- 클래스 메서드(static 메서드)는 인스턴스 변수를 사용할 수 없음

- 메스드 내에서 인스턴스 변수를 사용하지 않는다면, static을 붙이는 것을 고려

- 클래스 멤버가 인스턴스 멤버를 참조, 호출 할 때는 인스턴스를 생성해야 함

- 같은 클래스 내의 메서드는 서로 객체의 생성이나 참조변수 없이 직접호출이 가능하지만 static 메서드는 인스턴스 메서드를 호출할 수 없음

- 인스턴스멤버 간의 호출은 가능, 하나의 인스턴스멤버가 존재한다는 것은 이미 인스턴스가 생성되었다는 의미이기 때문

4. 오버로딩

- 한 클래스 내에 같은 이름을 가진 메서드가 있더라도 매개변수의 개수 또는 타입이 다르면, 같은 이름을 사용해서 메서드를 정의할 수 있음

- 한 클래스 내에 같은 이름의 메서드를 여러 개 정희하는 것을 '메서드 오버로딩', '오버로딩(overloading)'이라 함

- 오버로딩 조건

: 메서드 이름이 같아야 함

: 매개변수의 개수 또는 타입이 달라야 함

- 오버로딩의 장점

: 메서드 이름 절약 - 하나의 이름으로 여러개의 메서드를 정의할 수 있음

- 가변인자와 오버로딩

: 가변인자는 '타입...변수명' 과 같은 형식으로 선언

: 가변인자를 매개변수 중 가장 마지막에 선언

: 가변인자가 선언된 메서드를 호출할 때마다 배열이 새로 생성

5. 생성자

- 인스턴스가 생성될 때 호출되는 '인스턴스 초기화 메서드' 

- 인스턴스 변수의 초기화 작업에 주로 사용됨

- 클래스 내에 선언되며, 리턴값이 없음

- 생성자의 이름은 클래스 이름과 같아야 함

- 오버로딩이 가능하므로 하나의 클래스에 여러개의 생성자가 존재할 수 있음

class Tv{
    
    Tv() {
        //매개변수 없는 생성자
    }
 
    Tv(int a, String b) {
        //매개변수 있는 
    }        
}

​- 모든 클래스에는 반드시 하나 이상의 생성자가 정의되어야 함

- 소스파일(*.java)의 클래스에 생성자가 하나도 정의되지 않은 경우 컴파일러는 자동적으로 기본 생성자를 추가하여 컴파일 함

: 기본생성자 - 매개변수와 내용이 없는 생성자

: 컴파일러가 자동적으로 기본 생성자를 추가하는 경우는 클래스 내에 생성자가 하나도 없을 때 뿐

- 매개변수가 있는 생성자

class Tv{
    int channel;
    String brand;    
 
    Tv() {
        //매개변수 없는 생성자
    }
 
    Tv(int a, String b) {
        channel = a;
        brand = b;
    }        
 
}
 
class TvTest{
    public static void maint(String args[]){
        Tv t = new Tv();
        t.channel = 2;
        t.brand = samsung;
 
        Tv t2 = new Tv(8,"LG");
 
    }
}

- 생성자에서 다른 생성자 호출 

: 생성자 간에도 서로 호출이 가능

- 생성자의 이름으로 클래스이름 대신 this를 사용

- 한 생성자에서 다른생성자를 호출할 때는 반드시 첫번째 출에서만 호출이 가능

: 매개변수의 이름과 인스턴스변수 이름이 같을 경우 서로 구별되지 않기때문에 인스턴스 변수이름 앞에 'this.'을 붙인다

- 만약 붙이지 않은 상태로 작성하면 둘 다 지역변수로 간주된다.

- this 

: 인스턴스 자신을 가리키는 참조변수, 인스턴스의 주소가 저장되어 있음

: 모든 인스턴스메서드에 지역변수로 숨겨진 채 존재함

- this(), this(매개변수)

: 생성자, 같은 클래스의 다른 생성자를 호출할 때 사용

- 생성자를 이용한 인스턴스 복사

: 현재 사용 중인 인스턴스와 같은 상태를 갖는 인스턴스를 하나 더 만들고자 할 때 생성자 활용 가능

6. 변수의 초기화

- 변수를 선언하고 처음으로 값을 저장하는 것

: 멤버변수는 초기화를 하지 않아도 자동적으로 변수의 자료형에 맞는 기본값으로 초기화 됨 

  ( 변수 타입 별 기본값 확인하기 http://blog.naver.com/kegljk/221034527671 )

: 지역변수는 사용하기 전에 반드시 초기화 해야 함

- 멤버변수의 초기화 방법

: 명시적 초기화

: 생성자

: 초기화 블럭

- 인스턴스 초기화 블럭 : 인스턴스 변수를 초기화 하는데 사용

- 클래스 초기화 블럭 : 클래스 변수를 초기화 하는데 사용

- 명시적 초기화

: 변수 선언과 동시에 초기화하는 것  ( ex. int age = 20; )

- 초기화 블럭

: 클래스 초기화 블럭

- 클래스 변수의 복잡한 초기화에 사용

- 클래스가 메모리에 처음 로딩될 때 한번만 수행

: 인스턴스 초기화 블럭

- 인스턴스 변수의 복잡한 초기화에 사용

- 인스턴스를 생성할 때마다 수행

- 생성자보다 인스턴스 초기화 블럭이 먼저 수행됨

- 멤버변수의 초기화 시기와 순서

: 클래스변수의 초기화시점

- 클래스가 처음 로딩될 때 단 한번 초기화

: 인스턴스 변수의 초기화 시점

- 인스턴스가 생성될 때마다 각 인스턴스 별로 초기화가 이루어짐

: 클래스변수의 초기화 순서

- 기본값 -> 명시적 초기화 -> 클래스 초기화 블럭

- 기본값 -> 명시적 초기화 -> 인스턴스 초기화 블럭 -> 생성자