[Java] OOP 클래스와 객체

안녕하세요 백엔드개발자 홍민정입니다.

오늘은 객체지향 프로그래밍에 대해서 설명하려고 합니다 ~~~🐰

☝🏻 객체지향 프로그래밍(OOP, Object Oriented Programming) 이란?

컴퓨터 프로그램을 객체라는 기본 단위로 나누고 각 객체가 메시지를 주고받아 데이터를 처리하는 비절차적 프로그래밍입니다.

즉, 필요한 데이터를 한 데 모아 추상화시켜 상태와 행위를 가진 객체를 만들고 그 객체 간 유기적 상호작용하는 것으로

      실제 사물의 속성과 기능을 분석한 후에 프로그래밍 변수와 함수로 정의하며 실 세계를 반영합니다.

 

이는 유연하고 변경이 쉽습니다.

  결과적으로 프로그램 개발 및 유지보수에 드는 비용과 시간을 획기적으로 줄일 수 있으며

  객체를 통해 데이터를 관리하여 데이터를 손실 없이 관리하기 용이합니다.

 

또한 하나의 객체가 데이터와 동작을 모두 포함할 수 있습니다.

   객체의 데이터 부분은 속성(attribute)로, 객체의 동작은 메소드(method)로 구현합니다.

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☝🏻 클래스 Class 란?

 객체를 정의한 설계도 또는 틀을 의미합니다.

 객체의 상태와 행동을 구체화하는 형태로 프로그래밍을 진행하며 원하는 상태와 행동을 구현하기 위한 설계도라고도 합니다.

 

 클래스는 제품의 [설계도]이며 객체는 [제품]이라고 표현할 수 있습니다.

  클래스를 활용하여 인스턴스를 생성함으로써 객체를 만들 수 있으며 클래스를 통해 생성된 객체를 해당 클래스의 인스턴스라고 부릅니다.

  때문에 클래스로부터 객체를 만드는 과정을 인스턴스화라고 지칭합니다.

 

  👉🏻  쉽게 붕어빵으로 예를 들어 설명하면,

         붕어빵 기계는 클래스를 의미합니다.

         붕어빵 기계로 붕어빵을 만들어 내는 것을 인스턴스화라고 표현할 수 있으며 붕어빵을 인스턴스라고 합니다.

 

  🌱 여기서, 객체와 인스턴스 차이를 설명하자면,

      둘은 큰 차이는 없습니다.

      다만, 객체는 모든 인스턴스를 포괄하는 넓은 의미를 가지며 인스턴스는 해당 객체가 어떤 클래스로부터 생성된 것인지를 강조합니다.

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📍 클래스의 기본 문법

class 클래스명 { 
    //클래스 정의
}

   - 클래스는 기본적으로 class 키워드 사용하며 클래스명은 대문자로 시작

class Car{ //클래스
	private String carName;   //필드
        private int carYear;      //필드
    
    Car(Stirng carName, int carYear){   //생성자
    	this.carName = carName;
        this.carYear = carYear;
    }
    
    public String getModel(){    //메소드
      return this.carYear + "년식" + this.carName";

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📍 클래스의 구성 : 멤버 변수와 생성자

public class ExampleClass{
    int x=10;                   1️⃣ 필드
    void printx() {...}         2️⃣ 메서드
    ExampleClass {...}          3️⃣ 생성자
    class ExampleClass2 {...}   4️⃣ 이너 클래스
}

 여기서, 생성자를 제외한 [ 필드, 메서드, 이너 클래스 ] 를 클래스의 멤버라고 부릅니다. 

    👉🏻 이 중 필드와 메서드는 각각의 클래스가 가지는 속성과 기능을 대표하며 속성과 기능은 해당 클래스와 관련된 데이터의 집합이며

         핵심적인 정보를 담고 있음

   1️⃣ 필드 field 

   - 클래스의 속성을 나타내는 변수

   - 객체의 속성을 변수로 적용하기 위해 사용

   2️⃣ 메서드 method

   - 클래스의 기능을 나타내는 함수

   - 객체의 행위를 나타냄

  3️⃣ 생성자 constructor

   - 클래스의 객체를 생성하는 역할

   - 객체를 생성하기 위한 속성을 부여하는데 사용

  4️⃣ 이너 클래스 inner class

   - 클래스 내부의 클래스

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📍 클래스 종류

 클래스는 선언 위치에 따라 종류가 구분됩니다.

    1️⃣  일반 클래스

    - 파일의 시작부분이며 일반 클래스를 생성하려는 목적으로 사용

class (클래스 이름)
{ 
	...
}

   2️⃣  중첩 클래스

   - 정적 중첩 클래스라고도 하며 선언 위치는 클래스의 내부

   - static만 선언 가능함

class (일반 클래스 이름) 
{
	static class (중첩 클래스 이름)
    {
       ...
    }
}

   3️⃣ 내부 클래스

   - 선언 위치는 클래스 내부

   - static 메소드 or 변수를 가질 수 없음

   - 이벤트를 처리하거나 데이터 구조 선언을 위해 사용

class (일반 클래스 이름) 
{
	class (내부 클래스 이름)
    {
       ...
    }
}

   4️⃣ 지역 클래스

   - 선언위치는 메서드 내부로 메서드에서만 사용되는 클래스를 생성

   - 지역변수를 final로 생성

class (일반 클래스 이름) 
{
	메서드
    {
		static class (지역 클래스 이름)
    	{
       	...
    	}
	}
}

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☝🏻 객체 Object 란?

  클래스를가 실제로 구현된 인스턴스로, 클래스를 인스턴스화한 것을 의미합니다.

 

 필드는 속성을, 메서드는 기능이라고 생각하면 됩니다.

 하나의 객체는 다양한 속성과 기능의 집합으로 이루어지며 객체의 멤버는 속성 + 기능 + 이너클래스로 이루어져있습니다.

 - 객체 ? 모든 실재하는 어떤 대상

 - 객체는 눈에 보이는 것 뿐만 아니라 눈에 보이지 않는 어떤 논리나 개념도 범주에 포함

 - 객체는 우리가 보고 느끼고 인지할 수 있는 모든 것 = 실재하는 모든 것 = 사용할 수 있는 실체

 

예를 들어 Car 클래스를 만들어보겠습니다.

class Car{
    private String model;   //차 모델
    private int wheels;     //바퀴 개수
    private int doors;      //차문 개수
    private String color;   //차 컬러
    
    void power() {...}       //시동 걸기
    void accelerate() {...}  //가속 하기
    void stop() {...}        //정지 하기
}

  👉🏻 Car 클래스 안의 각각의 필드와 메서드로 구현

 

 - 각 변수의 자료형은 각 속성 값에 알맞는 것으로 정의 (ex. 속성 door의 자료형은 int로 !)

 - 개발 설계 방법론 : 우리가 실제 세계에서 사물을 바라보는 방식에 가장 가까운 설계 방법론

 - new 키워드를 사용하여 실제 객체를 생성하여 앞서 정의한 클래스 멤버에 접근 가능

class CarTest {
	public static void main(String[] args) {
    
    Car bmw = new Car();     // Car 클래스로 만들어진 bmw 인스턴스
    Car tesla = new Car();   // Car 클래스로 만들어진 tesla 인스턴스
    Car audi = new Car();    // Car 클래스로 만들어진 audi 인스턴스
}

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✌🏻 객체의 생성과 활용

 📍 객체의 생성 new

클래스명 참조변수명 ;          //인스턴스를 참조하기 위한 참조 변수
참조변수명 = new 생성자();    //인스턴스 생성 후, 객체의 주소를 참조 변수에 저장

or

클래스명 참조변수명 = new 생성자();
  Car   audi   = new  Car();

 (1) 특정 클래스 타입의 참조 변수 선언

 (2) new 키워드와 생성자를 통해 인스턴스 생성하여 참조변수에 할당

  - 참조변수 ? 실제 데이터 값이 아니라 데이터가 저장되어 있는 합 메모리 주소값

  - new 키워드 ? 생성된 객체를 힙 메모리에 넣으라는 의미를 가짐

    → 생성자( 클래스 + () )를 통해 객체가 만들어지면 해당 객체를 힙 메모리에 넣음

 

👉🏻 new 키워드와 생성자를 통해 클래스의 객체를 생성한다는 것은?

                  해당 객체를 힙 메모리에 넣고 그 주소값을 참조변수에 저장한다는 것을 의미합니다.

 - 클래스 Person은 클래스 영역으로, 참조변수 p는 스택 영역으로 저장

 - 생성자로 만들어진 인스턴스는 힙 메모리 영역에 들어가며 객체 내부에는 클래스의 멤버(필드, 메서드, 이너클래스)가 위치

 - 메서드 코드는 클래스 영역에 저장되고 객체 안에서 그 위치를 가리키고 있음

   → 같은 클래스로 만든 모든 객체는 동일한 메서드 값을 공유하기 때문에 여러 번 같은 메서드를 선언해주는 것이 아닌

        한 번만 저장해두고 필요한 경우에만 클래스 영역에 정의된 메서드를 찾아 사용 가능

 

 👉🏻 생성된 객체에서 필드 값은 실제 저장 공간이 객체 내부에 있음

 👉🏻 메서드는 다른 영역에 하나만 저장 해놓고 공유함

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📍 객체의 활용 : 포인트 연산자 (.)

참조변수명.필드명       // 필드값 불러오기
참조변수명.메서드명()   // 메서드 호출

 - 포인트 연산자인 (.)을 활용하여 해당 위치에 있는 객체 안을 볼 수 있음

 - .을 활용하여 특정 인스턴스 객체의 필드와 메서드, 즉 객체의 멤버들에 접근할 수 있음