객체지향 프로그래밍 1

객체지향언어

주요 특징

  1. 코드의 재사용성이 높다.

  2. 코드의 관리가 용이하다.

  3. 신뢰성이 높은 프로그래밍을 가능하게 한다.

2. 클래스와 객체

클래스란 '객체를 정의해 놓은 것', 또는 '객체의 설계도 또는 틀'이라고 정의할 수 있다.

클래스의 정의 클래스란 객체를 정의해 놓은 것이다. 클래스의 용도 클래스는 객체를 생성하는데 사용된다.

프로그래밍에서 객체는 클래스에 정의된 내용대로 메모리에 생성된 것을 뜻한다.

객체의 정의 실제로 존재하는 것. 사물 또는 개념 객체의 용도 객체가 가지고 있는 기능과 속성에 따라 다름.

유형의 객체 책상, 의자, 자동차, TV와 같은 사물 무형의 객체 수하공식, 프로그램 에러와 같은 논리나 개념

객체와 인스턴스

객체는 모든 인스턴스를 대표하는 포괄적인 의미를 갖고 있으며, 인스턴스는 어떤 클래스부터 만들어진 것인지를 강조하는 것보다 구체적인 의미를갖고 있다.

3. 변수와 메서드

class Variables
{
	int iv;				// 인스턴스 변수
    static int cv;		// 클래스 변수(static 변수, 공유 변수)
    
    void method()
    {
    	int lv = 0;		// 지역 변수
    }
}
변수의 종류선언 위치생성 시기

클래스 변수

클래스 영역

클래스가 메모리에 올라갈 때

인스턴스 변수

클래스 영역

인스턴스가 생성되었을 때

지역 변수

클래스 영역 이외의 영역

변수 선언문이 수행되었을 때

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

메서드를 사용하는 이유

  1. 높은 재사용성

  2. 중복된 코드의 제거

  3. 프로그램의 구조화

JVM의 메모리 구조

  1. 메서드 영역 프로그램 실행 중 어떤 클래스가 사용되면, JVM은 해당 클래스의 클래스파일(*.class)을 읽어서 분석하여 클래스에 대한 정보(클래스 데이터)를 이곳에 저장한다. 이 때, 그 클래스의 클래스변수도 이 영역에 함께 생성된다.

  2. 힙 인스턴스가 생성되는 공간. 프로그램 실행 중 생성되는 인스턴스는 모두 이곳에 생성된다.

  3. 호출 스택(call stack) 호출스택은 메서드의 작업에 필요한 메모리를 제공한다.

호출스택의 특징

  • 메서드가 호출되면 수행에 필요한 만큼의 메모리를 스택에 할당 받는다.

  • 메서드가 수행을 마치고나면 사용했던 메모리를 반환하고 스택에서 제거된다.

  • 호출스택의 제일 위에 있는 메서드가 현재 실행 중인 메서드이다.

  • 아래에 있는 메서드가 바로 위의 메서드를 호출한 메서드이다.

기본형 매개변수와 참조형 매개변수

자바에서는 메서드를 호출할 때 매개변수로 지정한 값을 메서드의 매개변수에 복사해서 넘겨준다. 매개변수의 타입이 기본형일 때는 기본형 값이 복사되겠지만, 참조형이면 인스턴스의 주소가 복사된다.

클래스 메서드와 인스턴스 메서드

  1. 클래스를 설계할 때, 멤버변수 중 모든 인스턴스에 공통으로 사용하는 것에 static을 붙인다. 모든 인스턴스에서 같은 값이 유지되어야 하는 변수는 static을 붙여서 클래스변수로 정의해야 한다.

  2. 클래스변수는 인스턴스를 생성하지 않아도 사용할 수 있다. 클래스가 메모리에 올라갈 때 자동적으로 생성되기 때문이다.

  3. 클래스 메서드는 인스턴스 변수를 사용할 수 없다. 인스턴스 변수는 인스턴스가 반드시 존재해야만 사용할 수 있는데, 크래스메서드는 인스턴스 생성없이 호출이 가능하므로 클래스 메서드가 호출되었을 때 인스턴스가 존재하지 않을 수 있다.

  4. 메서드 내에서 인스턴스 변수를 사용하지 않는다면, static을 붙이는 것을 고려한다. 메서드 호출시간이 짧아지므로 성능이 향상된다.

클래스 멤버가 인스턴스 멤버를 참조 또는 호출하고자 하는 경우에는 인스턴스를 생성해야 한다. 그 이유는 인스턴스 멤버가 존재하는 시점에 클래스 멤버는 항상 존재하지만, 클래스 멤버가 존재하는 시점에 인스턴스 멤버가 존재하지 않을 수 있기 때문이다.

4. 오버로딩

한 클래스 내에 같은 이름의 메서드를 여러 개 정의하는 것

오버로딩의 조건

  1. 메서드 이름이 같아야 한다.

  2. 매개변수의 개수 또는 타입이 달라야 한다.

가변인자(varargs)와 오버로딩

가변인자는 내부적으로 배열을 이용하는 것이다. 그래서 가변인자가 선언된 메서드를 호출할 때마다 배열이 새로 생성된다.

String concatenate(String... str) { ... }
String concatenate(String[] str) { ... }

위 두 함수의 차이는 가변인자를 사용한 함수는 인자를 지정해 주지 않아도 된다. 하지만 매개변수 타입을 배열로 하면 반드시 인자를 지정해 줘야 한다.

또한 가변인자를 오버로딩할 때 주의사항이 있다.

String concatenate(String delim, String... str) { ... }
String concatenate(String... str) { ... }

위의 두 오버로딩 된 메서드가 구분되지 않아서 에러가 발생한다. 메서드를 호출했을 때 이와 같이 구별 되지 못하는 경우가 발생하기 쉽기 때문에 주의해야 한다.

5. 생성자

생성자의 조건

  1. 생성자의 이름은 클래스의 이름과 같아야 한다.

  2. 생성자는 리턴 값이 없다.

인스턴스 생성과정

Card c = new Card(); 1. 연산자 new에 의해서 메모리(heap)에 Card클래스의 인스턴스가 생성된다. 2. 생성자 Card()가 호출된다. 3. 연산자 new의 결과로, 생선된 Card인스턴스의 주소가 반환되어 참조변수 c에 저장된다.

연산자 new가 인스턴스를 생성하는 것이지 생성자가 인스턴스를 생성하는 것이 아니다.

기본 생성자

기본 생성자가 컴파일러에 의해서 추가되는 경우는 클래스에 정의된 생성자가 하나도 없을 때 뿐이다.

생성자에서 다른 생성자 호출하기 위한 조건

  1. 생성자의 이름으로 클래스이름 대신 this를 사용한다.

  2. 한 생성자에서 다른 생성자를 호출할 때는 반드시 첫 줄에서만 호출이 가능하다.

Car () {
	this("white", "auto", 4);
}

'this'는 참조변수로 인스턴스 자신을 가리킨다. 모든 인스턴스 메서드에서 지역변수로 숨겨진 채로 존재한다. 'this'를 사용할 수 있는 것은 인스턴스 멤버뿐이다.

6. 변수의 초기화

멤버 변수와 배열의 초기화는 초기화하지 않아도 자동적으로 변수의 자료형에 맞는 기본값으로 초기화되기 때문에 선택적이지만 지역변수는 사용하기 전에 반드시 초기화해야 한다.

명시적 초기화

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

초기화 블럭

초기화 작업이 복잡하여 명시적 초기화만으로는 부족한 경우 초기화 블록을 사용한다. 또한 코드의 중복을 제거하기 위해 사용된다.

class InitBlock {
	static {
    	//클래스 초기화 블럭입니다.
    }
    
    {
    	//인스턴스 초기화 블럭입니다.
    }
}

멤버변수의 초기화 시기와 순서

클래스변수의 초기화 시점 : 클래스가 처음 로딩될 때 단 한번 초기화 된다. 인스턴스변수의 초기화 시점 : 인스턴스가 생성될 때마다 각 인스턴스별로 초기화가 이루어진다.

클래스변수의 초기화 순서 : 기본값 -> 명시적초기화 -> 클래스 초기화 블럭 인스턴스변수의 초기화 순서 : 기본값 -> 명시적초기화 -> 인스턴스 초기화 블럭 -> 생성자

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