[Java] Object Oriented Programming (Day4~6)

위 글은 해당 카테고리의 수업 강의 자료와 Power Java Compact 책을 정리한 내용입니다.

http://www.yes24.com/Product/Goods/59190885

Power JAVA Compact - YES24

 

 

객체 구성 요소

객체: 속성과 기능의 집합으로 속성과 기능을 객체의 멤버라고 함

• 속성은 필드
• 기능은 메소드

클래스: 객체를 정의, 객체를 생성하는데 사용

 

인스턴스: 객체는 인스턴스의 의미로 객체가 메모리에 할당되어 실제 사용될 때 인턴스라고 부름

인스턴스화: 클래스로부터 인스턴스를 생성하는 것

 

캡슐화

• 객체의 실제 구현된 내용을 외부에 감추는 것
• 외부에서 공개된 필드와 메소드만 접근 가능
• 접근 제한자를 사용해서 객체의 필드와 메소드의 사용범위를 제한하게 됨

상속

• 이미 만든 객체와 비슷하나 필드와 메소드가 약간 차이가 나는 객체를 생성하는 경우
• 기존의 클래스에서 필드와 메소드를 상속(즉 ,재사용)하고 더 필요한 필드와 메소드를 추가함
• 상속의 개념은 코드를 간결하게 하고 코드의 재사용성을 높임

다형성

• 하나의 메소드나 클래스를 다양한 구현으로 사용 가능하게 하는 개념
• 오버로드와 오버라이드를 통해 구현

 

 

클래스의 구조

// 클래스 헤더
public class Car {
	// 필드(멤버변수): 객체의 데이터, 상태를 저장하는 변수
	private String name;
    private int speed;
    
    // 생성자: 클래스 이름과 같은 메소드
    public Car(){
    }
    public Car(String name, int speed){
    	this.name = name;
        this.speed = speed;
    }
    
    // 메소드
    public void SetName(String name){
    	this.name = name;
    }
    public String getName(){
    	return name;
    }
}

 

접근자

• 주로 객체에 대한 정보(멤버변수와 메소드)의 접근을 제한하기 위해 사용
• 캡슐화 정보은닉을 위한 방법
• public > protected > default > private

 

메소드: 객체의 기능 또는 행동을 정의하는 함수

Getter와 Setter 메소드

(이클립스 단축키: 오른쪽키 Source)

• 클래스를 정의할 때 필드는 private로 하여 객체 내부의 정보를 보호하고(정보은닉) 필드에 대한 Setter와 Getter를 두어 객체의 값을 변경하고 참조하는 것이 좋음
• 외부에서 읽기만 가능하게 하기 위해선 Getter만 작성
• 외부에서 쓰기만 가능하게 하기 위해선 Setter만 작성
• Getter와 Setter가 없으면 객체 내부 전용 변수가 됨

 

생성자

• 클래스로부터 객체를 생성할 때 호출되고 객체의 초기화를 담당
• 생성자를 실행시키지 않고 클래스로부터 객체를 만들 수 없음
• 모든 클래스에는 반드시 하나 이상의 생성자가 있어야 함
• 생성자의 이름은 클래스와 같아야 함
• 생성자는 리턴 값이 없고 void를 쓰지 않음

접근자 클래스이름(파라미터){
	// 인스턴스 생성시 수행할 코드 (주로 인스턴스 변수 초기화 코드)
}


public class Goods{
	// 매개변수가 없는 생성자
	public Goods() {
    	// 초기화 코드
    }
    
    // 매개변수가 있는 생성자
    public Goods(String name, int price){
    	// 초기화 코드
    }
}

• 기본 생성자
  • 매개변수가 없는 생성자
  • 클래스에 생성자가 한 개도 정의되어 있지 않으면 컴파일러가 기본 생성자를 추가
  • 생성자가 한 개라도 있으면 기본 생성자를 추가하지 않음
  • 여러 개의 생성자를 사용할 수 있음 ➡️ 생성자 오버로딩

public class Goods{
	public Goods() {
    	// 초기화 코드
    }
}

 

 

this 참조변수

• 현재 객체(메소드 호출을 받는 객체)를 가리키는 참조변수
• 현재 사용중인 객체 그 자체를 의미
• 컴파일러가 자동으로 생성
• 클래스의 한 생성자에서 다른 생성자를 호출할 때 사용 가능

public class Circle{
	int radius;
    
    public Circle(int radius){
    	this.radius = radius;
        // this.radius = 필드, radius = 매개변수
    }
    double calcArea(){
    	return 3.14*radius*radius;
    }
}

 

 

메소드 오버로딩 (메소드 중복 정의)

• 하나의 클래스에 같은 이름의 메소드가 여러 개 존재할 수 있음
• 매개변수의 타입, 개수, 순서가 다른 형태로 구별
• 동일한 이름(메소드 이름)의 상이한 시그니처
  • 메소드 시그니처: 메소드 인자의 타입, 개수, 순서

 

 

정적변수와 인스턴스변수, 지역변수

• 인스턴스 변수
  • 동일한 클래스를 이용하여 많은 객체들이 생성될 때 각각의 객체(인스턴스)들은 자신만의 필드를 가짐
    • 각 인스턴스의 개별적인 저장 공간 인스턴스마다 다른 값 저장 가능
    • 이들 필드는 인스턴스마다 별도로 생성되어 인스턴스 변수라고 함
  • 인스턴스 생성 후 참조변수.인스턴스 변수명 으로 접근
  • 인스턴스를 생성할 때 생성되고 참조변수가 없을 때 가비지 컬렉터에 의해 자동 제거
• 클래스(정적) 변수
  • 클래스 당 하나만 생성되는 변수
  • 하나의 클래스에 하나만 만들어지고 동일한 클래스의 모든 객체들은 하나의 정적 변수를 공유
    • 같은 클래스의 모든 인스턴스들이 공유하는 변수
  • 객체(인스턴스) 없이도 사용 가능 클래스이름.static변수명 으로 접근
  • 클래스가 로딩될 때 생성되고 프로그램이 종료될 때 소멸

• 지역변수
  • 메소드 내에 선언되며 메소드의 종료와 함께 소멸

인스턴스 변수와 클래스(정적)변수의 차이점

• 인스턴스 변수는 인스턴스가 생성될 때마다 생성되므로 인스턴스마다 각기 다른 값 유지 가능
• 클래스(정적) 변수는 모든 인스턴스가 하나의 저장공간을 공유하므로 항상 공통된 값을 가짐

 

 

클래스(정적) 메소드

• 전역변수와 전역함수를 만들 때 사용
• 모든 클래스에서 공유하는 전역 변수나 전역 함수를 만들어 사용 가능
• 객체를 생성하지 않고 접근 가능
• static 메소드에서는 this 사용 불가
• static 메소드내 는 static 멤버만 접근할 수 있음

 

 

상속: 부모 클래스에 정의된 필드와 메소드를 자식 클래스가 물려 받는 것

상속의 필요성

• 클래스 사이의 멤버 중복 선언 불필요
• 필드, 메소드 재사용으로 클래스가 간결
• 클래스간 계층적 분류 및 관리

자바 상속의 특징

• 자바에서는 다중 상속을 지원하지 않음
• 자바에서는 상속의 횟수에 제한 두지 않음
• 자바에서 계층구조의 최상위에 있는 클래스는 java.lang.Object

상속 선언:extens 키워드 사용

public class Person {
	public void tell()
    public void eat()
    public void walk()
    public void speed()
}

public class Student extends Person {
	public void study()
}

 

 

 

상속과 생성자

• 자식 생성자에서 특별한 지시가 없으면 부모 클래스의 기본 생성자가 선택됨
• 부모 클래스의 특정 생성자를 호출해야 할 경우에는 super()를 이용하여 명시적으로 부모 클래스의 생성자를 호출
• 부모의 필드나 메소드에 접근시에는 super 키워드를 사용
• super를 사용하여 부모 클래스 멤버 접근

class Parent{
	public void print(){
    	System.out.println("부모 클래스의 print 메소드");
    }
}

class Child extends Parent{
	// 슈퍼 클래스의 메소드 호출
	public void print(){
    	super.print(); // 메소드 오버라이드
       	System.out.println("자식 클래스의 print 메소드");
    }
}


public class ChildApp{
	public static void main(String[] args){
    	Child obj = mew Child();
        obj.print();
    }
}

 

 

 

 

메소드 오버라이딩(메소드 재정의)

• 자식 클래스의 메소드가 부모 클래스의 메소드를 재정의
• 부모 클래스와 자식 클래스의 메소드 사이에서 발생하는 관계
• 부모 클래스의 메소드를 동일한 이름으로 재작성(같은 이름, 같은 리턴 타입, 같은 시그니처)
• 부모 클래스 메소드 무시하기

class Animal {
	private void eat(){
    	System.out.println("동물이 먹고 있습니다");
    }
}

class Dog extends Animal{
	public void eat(){
    	System.out.println("강아지가 먹고 있습니다");
    }
}

public class DogApp{
	public static void main(String[] args){
    	Dog d = new Dog();
        d.eat();
    }
}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

상속과 다형성

• 업캐스팅(Up Casting)
  • 자식 클래스가 부모 클래스 타입으로 변환되는 것
  •  
  • 부모 클래스 참조 변수로 자식 클래스 객체를 참조할 수 있음
  • 명시적으로 타입 변환을 하지 않아도 됨
• 다운캐스팅(Down Casting)
  • 업캐스팅된 것을 원래대로 되돌리는 것
  • 업캐스팅 서브 클래스 객체가 형변환에 의해 슈퍼 클래스 참조변수에 의해 참조되는 경우 원래 상태로 만들 수 있음
  • 명시적으로 타입 변환을 해야 함 

class Shape{
	protected int x, y;
    public void draw(){
    	System.out.println("Shape Draw");
    }
}

class Rectangle extends Shape{
	private int with, height;
    public void draw(){
    	System.out.println("Rectangle Draw");
    }
}

class Triangle extends Shape{
	private int base, height;
    public void draw(){
    	System.out.println("Rectangle Draw");
    }
}

class Circle extends Shape{
	private int radius;
    public void draw(){
    	System.out.println("Circle Draw");
    }
}

public class ShapeApp{
	public static void main(String arg[]){
    	Shape s1, s2;
        
        s1 = new Shape(); // 당연히 가능
        s2 = new Rectangle(); // 가능할까?
    }
}

Rectangle 객체가 생성되어서 Shape 참조 변수에 대입되는 문장은 오류로 볼 수 있으나 자식 클래스 객체 안에는 부모 클래스 부분이 있기 때문에 부모 클래스 객체처럼 취급될 수 있다 

즉, 부모 클래스 참조변수로 자식 클래스 객체를 참조 할 수 있음

➡️ 이를 업캐스팅(상향 형변환)이라 함

 

 

여기서 s2를 통해 자식 클래스의 모든 멤버를 사용할 수 있을까? 는 아님

자식 클래스 중에서 부모 클래스로부터 상속받은 부분만을 s2를 통해 사용할 수 있고 나머지는 사용 못함

즉, s2 = new Rectangle(); 문장이 실행되면 Rectangle 객체 중에서 Shape로부터 상속 받은 부분은 s2를 통해 사용할 수 있지만 Rectangle 객체의 다른 부분은 s2를 통해서 사용할 수 없음

➡️ 근본적으로 s2는 Shape의 참조변수이기 때문

 

 

Animal ani = new Cat(); // 업캐스팅

Cat c = (Cat)ani; // 다운캐스팅

 

 

정리를 해도 3년 전처럼 별로 안와닿네... 

참고할 자료... https://onepinetwopine.tistory.com/488

자바 Java ] 다형성 Polymorphism

 

 

 

 

추상화: 객체들이 가지고 있는 속성과 기능 중에 중요한 것들을 남기고 필요 없는 것은 없애는 것 또는 객체들간의 공통되는 특성을 추출하는 것

 

추상 클래스

• 실체 클래스의 공통적인 특성들을 추출해서 선언한 클래스
• 실체 클래스를 만들기 위한 부모 클래스로만 사용되는 클래스 (객체를 직접 생성해서 사용할 수 없음)
• 확장만을 위한 용도로 사용
• 하나 이상의 추상 메소드를 가져야 함
• 속성(필드)와 기능(메소드)를 정의할 수 있음

추상 클래스의 선언: abstract 키워드를 붙임

추상 클래스의 상속

• 추상 클래스의 상속에도 extends 키워드를 붙여야 함
• 추상 클래스를 상속하는 클래스는 반드시 추상 클래스의 추상 메소드를 구현해야 함

추상 클래스의 활용: 여러 클래스들이 상당수 공통점을 가지고 있으나 부분적으로 그 처리 방식이 다를 경우, 부모 클래스를 추상 클래스로 정의하여 자식 클래스들이 각각 해당 메소드를 구현

 

 

추상 메소드

• 몸체가 없는 메소드
• 항상 세미콜론으로 종료되어야 함
• 추상 클래스를 상속받는 자식 클래스에서는 반드시 추상 메소드를 재정의해야 함
• 구현이 불가능한 메소드로 선언만 함
• 추상 메소드는 추상 클래스에만 존재함

public abstract class Animal{
	public abstract void move(); // 추상 메소드 정의 (세미콜론으로 종료 해야함)
    
}

public class Lion extends Animal{
	public void move(){
    	System.out.println("사자의 move 메소드입니다.");
    } // 추상 클래스를 상속받으면 추상 메소드를 구현해야 함
}

 

예시

abstract class Shape{ // 추상 클래스로 Shape를 선언, 추상 클래스로는 객체를 생성할 수 없음
	int x,y;
    public void move(int x, int y){ // 추상 메소드라도 추상 메소드가 아닌 보통 메소드도 가질 수 있음
    	this.x=x;
        this.y=y;
    }
    public abstract void draw(); // 추상 메소드를 선언
    // 추상 메소드를 하나라도 가지면 추상 클래스가 됨
    // 추상 메소드를 가지고 있는데도 abstract를 class 앞에 붙이지 않으면 컴파일 오류가 발생함
};

class Rectangle extends Shape{
	int width, height;
    public void draw(){ // 추상 메소드 구현
    // 자식 클래스 Rectangle에서 부모 클래스의 추상 메소드 draw()를 실제 메소드로 구현함
    // 자식 클래스에서 추상 메소드를 구현하지 않으면 컴파일 오류가 발생함
    	System.out.println("사각형 그리기 메소드");
    }
};

class Circle extends Shape{
	int radius;
    public void draw(){ // 추상 메소드 draw()를 실제 메소드로 구현함
    	System.out.println("원 그리기 메소드");
    }
};

 

 

인터페이스 개념

• 서로 관계가 없는 물체들이 상호작용을 하기 위해서 사용하는 장치나 시스템
• 클래스 구조상의 관계와 상관 없이 클래스들에 의해 구현되어질 수 있는 규약

인터페이스 목적: 클래스들 사이의 유사한 특성을 부자연스러운 상속 관계를 설정하지 않고 얻어냄

인터페이스 활용

• 하나 또는 그 이상의 클래스들에서 똑같이 구현되어질법한 메소드를 선언하는 경우
• 클래스 자체를 드러내지 않고 객체의 프로그래밍 인터페이스를 제공하는 경우

 

인터페이스 선언: class 키워드를 사용하지 않고 interface 사용 

public interface 인터페이스명{
	// 추상 메소드 (abstract 키워드를 지정하지 않아도 됨)
}

 

인터페이스 구현

• 인터페이스만으로는 객체를 생성할 수 없음
• 인터페이스는 다른 클래스에 의해 구현될 수 없음
• 인터페이스를 구현한다 = 인터페이스에 정의된 추상 메소드의 몸체를 정의함
• 클래스가 인터페이스를 구현하기 위해서는 implements 키워드를 사용

public class Point implements 인터페이스명{
	// 추상 메소드 구현 (abstract 키워드를 지정하지 않아도 됨)
}

예시 (Circle 클래스가 Drawable 인터페이스를 구현)

interface Drawable{
	void draw();
}

class Circle implements Drawable{
	int radius;
    public void draw(){
    	System.out.println("Circle Draw");
    }
}

public class TestInterface1{
	public static void main(String args[]){
    	Drawable obj = new Circle();
        obj.draw();
    }
}

Circle은 Drawable 인터페이스를 구현하고 있음

따라서 다른 클래스들은 Circle이 draw() 메소드를 가지고 있음을 확신할 수 있음

즉, draw() 메소드를 호출할 수 있는 것

➡️ 인터페이스는 클래스와 클래스 사이의 상호작용을 정의하는 역할

 

• 상속과 동시에 인터페이스를 구현할 수 있음

public class Point implements Drawable, Resizeable{

}

 

예시 (Circle은 Shape 클래스를 상속받으면서 동시에 Drawable 인터페이스를 구현)

class Shape{
	protected int x, y;
}

interface Drawable{
	void draw();
}

class Circle extends Shape implements Drawable{
	int radius;
    public void draw(){
    	System.out.println("Circle Draw");
    }
}

public class TestInterface2{
	public static void main(String args[]){
    	Drawable obj = new Circle();
        obj.draw();
    }
}

 

• 인터페이스는 다중 상속을 지원하지 않는 자바에서 다중 상속의 장점을 활용하기 위해 도입됨

interface Printable{
	void print();
}

interface Drawable{
	void draw();
}

public class Circle implements Printable, Drawable{
	public void print(){
		System.out.println("프린트로 원을 출력합니다");
    }
    
    public void draw(){
    	System.out.println("화면에 원을 출력합니다");
    }
    
    public static void main(String args[]){
    	Circle obj = new Circle();
        obj.print();
        obj.draw();
    }
}

 

 

예외처리

예외(Exception)

• 프로그램이 실행되는 동안 발생할 수 있는 비정상적인 조건
• 번역시의 에러가 아닌 실행시 에러를 예외라 함

자바에서 예외처리

• 예외처리를 위한 Exception 클래스 정의
• 기본적인 예외는 자바에 미리 정의된 예외를 통해 처리 가능
• 사용자가 필요한 예외를 직접 정의할 수 있음
• 예상되는 예외는 미리 처리해주면 무조건적인 프로그램의 종료를 피할 수 있음
• 예외처리의 사용은 프로그램의 신뢰성을 높여줌

try-catch-finally 구문

try{ // (0)
	// 예외가 발생할 가능성이 있는 실행문(1)
} catch (처리할 예외 타입 선언){
	// 예외 처리문(2)
} finally{
	// 생략 가능
    // 예외 발생 여부와 상관 없이 무조건 실행되는 문장(3)
} // (4)

try 블록에서 예외가 발생한 경우: 0 ➡️ 1 ➡️ 2 ➡️ 3 ➡️ 4

try 블록에서 예외가 발생하지 않는 경우: 0 ➡️1 ➡️ 3 ➡️ 4

 

예외 클래스

예외(Exception)의 구분

• Checked Exception: 컴파일 할 때 확인되는 예외로 예외처리가 필요함
• Unchecked Exception: 실행시점에 확인되는 예외로 예외처리를 하지 않아도 컴파일 됨

 

예외처리가 유용할 경우

• 파일을 다루는 경우
  • 해당 파일이 존재하지 않거나 다른 프로세스에 의해 사용 중인 경우 예외 발생
• 입출력을 다루는 경우
  • 이미 닫힌 입출력 스트림에 대해 작업하려 할 경우 예외 발생
• 네트워크를 통한 데이터 통신
  • 서버나 클라이언트 한 쪽에서 응답이 없는 경우
  • 네트워크 상태가 안좋아서 정해진 시간동안 데이터를 받지 못하는 경우

 

메소드 정의시 예외처리

• 해당 메소드를 호출하는 메소드에서 예외를 처리하도록 명시
• throws 키워드를 사용하여 예외의 종류를 적어줌

public class ThrowsExepApp{
	public static void main( String[] args ) {
		ThrowsExep exep= new ThrowsExep(); 
        	// IO exception발생 
		exep.executeExcept();
	}
}

public class ThrowsExep {
	public void executeExcept() throws  IOException {
		System.out.println( “강제예외발생” ); 
    		throw  new  IOException();      //강제로 예외 발생
	}
}