Java 객체지향 개념 정리II

8 분 소요

객체지향개념

상속

1. 상속(inheritance)의 정의와 장점

기존의 클래스를 재사용해서 새로운 클래스를 작성하는 것
두 클래스를 조상과 자손으로 관계를 맺어주는 것
자손은 조상의 모든 멤버를 상속받는다. (생성자, 초기화블럭 제외)
자손의 멤버개수는 조상보다 적을 수 없다. (같거나 많다.)

2. 클래스간의 관계

상속관계(inheritance)

공통부분은 조상에서 관리하고 개별부분은 자손에서 관리한다.
조상의 변경은 자손에 영향을 미치지만, 자손의 변경은 조상에 아무런 영향을 미치지 않는다.

포함관계(composite)

한 클래스의 멤버변수로 다른 클래스를 선언하는 것

작은 단위의 클래스를 먼저 만들고, 이 들을 조합해서 하나의 커다란 클래스를 만든다.

class Circle{
  int x;   //원점의 x좌표
  int y;   //원점의 y좌표
  int r;   //반지름(radius)
}

class Point{
  int x;
  int y;
}
class Circle{
  Point c = new Point();  //원점
  int r;  //반지름(radius)
}

3. 클래스간의 관계결정하기 - 상속 vs. 포함

가능한 한 많은 관계를 맺어주어 재사용성을 높이고 관리하기 쉽게 한다.
‘is-a’와 ‘has-a’를 가지고 문장을 만들어 본다.

상속관계: ‘~은 ~이다. (is-a)’

class Circle extends Point{
  int r; //반지름
}

포함관계: ‘~은 ~을 가지고 있다.(has-a)’

clas Circle{
  Point c = new Point();  //원점
  int r; //반지름
}

4. 단일상속(single inheritance)

Java는 단일 상속만을 허용한다. (C++은 다중상속 허용)
Class TVCR extends TV, VCR{} //이와 같은 표현은 허용하지 않는다.

비중이 높은 클래스 하나만 상속관계로, 나머지는 포함관계로 한다.

class Tv{
  boolean power;  //전원상태(on/off)
  int channel;    //채널

  void power(){ power = !power; }
  void channelUp(){ ++channel; }
  void channelDown(){ --channel; }
}

class VCR{
  boolean power;  //전원상태(on/off)
  int counter = 0;
  void power(){}
  void play(){}
  void stop(){}
  void new(){}
  void ff(){}
}

class TVCR extends Tv{
  VCR vcr = new VCR();

  void play(){
    vcr.play();
  }
  void stop(){
     vcr.STOP();
  }
  void new(){
    vcr.new();
  }
  void ff(){
    vcr.ff();
  }
}

5. Object클래스 - 모든 클래스의 최고조상

조상이 없는 클래스는 자동적으로 Object클래스를 상속받게 된다.
상속계층도의 최상위에는 Object클래스가 위치한다.
모든 클래스는 Object 클래스에 정의된 11개의 메서드를 상속받는다.
toString(), equals(Object obj), hashCode()

오버라이딩

1. 오버라이딩(overriding)이란?

“조상클래스로부터 상속받은 메서드의 내용을 상속받는 클래스에 맞게 변경하는 것을 오버라이딩이라고 한다”

class Point{
  int x;
  int y;

  string getLocation(){
    return "x: " + x + ", y:" + y;
  }
}
class Point3D extends Point{
  int z;
  String getLocation(){    //오버라이딩
    return "x: " + x + ", y:" + ",z:" + z;
  }
}

2. 오버라이딩의 조건

선언부가 같아야 한다. (이름, 매개변수, 리턴타입)
접근제어자를 좁은 범위로 변경할 수 없다. (조상의 메서드가 protected라면, 범위가 같거나 넓은 protected나 public으로만 변경할 수 있다.)
조상크래스의 메서드보다 많은 수의 예외를 선언할 수 없다.

3. 오버로딩 vs. 오버라이딩

오버로딩: 기존에 없는 새로운 메서드를 정의하는 것 (new)

오버라이딩: 상속받은 메서드의 내용을 번경하는 것 (change, modify)

class Parent{
  void parentMethod(){}
}
class Child extends Parent{
  void parentMethod(){}  //오버라이딩
  void parentMethod(int i){}  //오버로딩

  void childMethod(){}
  void chileMethod(int i){}  //오버로딩
  void chileMethod(){}  //에러- 중복정의
}

4. super - 참조변수

this: 인스턴스 자신을 가리키는 참조변수. 인스턴스의 주소가 저장되어 있음. 모든 인스턴스 메서드에 지역변수로 숨겨진 채로 존재

super: this와 같음. 조상의 멤버와 자신의 멤버를 구별하는 데 사용.

class Parent{
  int x = 10;
}
class Child extends Parent{
  int x = 20;
  void method(){
    System.out.println("x=" + x);
    System.out.println("this.x=" + this.x);
    System.out.println("super.x=" + super.x);
  }
}

5. super() - 조상의 생성자

자손클래스의 인스턴스를 생성하면, 자손의 멤버와 조상의 멤버가 합쳐진 하나의 인스턴스가 생성된다.

조상의 멤버들도 초기화되어야 하기 때문에 자손의 생성자의 첫 문장에서 조상의 생성자를 호출해야 한다.

class Point extends Object{
  int x;
  int y;

  Point(){
    this(0,0);
  }
  Point(int x, int y){
    super(); //Object();
    this.x = x;
    this.y = y;
  }
}

package와 import

1.패키지(package)

서로 관련된 클래스와 인터페이스의 묶음
클래스가 물리적으로 클래스파일(*.class)인 것 처럼, 패키지는 물리적으로 폴더이다. 패키지는 서브패키지를 가질 수 있으며, ‘.’으로 구분한다.
클래스의 실제 이름(full name)은 패키지명이 포함된 것이다. (String클래스의 full name은 java.lang.String)
rt.jar은 Java API의 기본 클래스들을 압축한 파일

2. 패키지의 선언

패키지는 소스파일에 첫 번째 문장(주석 제외)으로 단 한번 선언한다.
하나의 소스파일에 둘 이상의 클래스가 포함된 경우, 모두 같은 패키지에 속하게 된다.(하나의 소스파일에 단 하나의 public클래스만 허용한다.)
모든 클래스는 하나의 패키지에 속하며, 패키지가 선언되지 않은 클래스는 자동적으로 이름없는(default)패키지에 속한다.

3. 클래스패스(classpath) 설정

클래스패스는 클래스파일(*.class)를 찾는 경로. 구분자는 ‘;’
클래스패스에 패키지가 포함된 폴더나 jar파일을(*.jar) 나열한다.
클래스패스가 없으면 자동적으로 현재 폴더가 포함되지만 클래스패스를 지정할 때는 현재 폴더(.)도 함께 추가해주어야 한다.
클래스패스로 자동 포함된 폴더 for 클래스파일(*.class): 수동생성 해야함
클래스패스로 자동 포함된 폴더 for jar파일(*.jar): JDK설치시 자동생성됨

4. import문

사용할 클래스가 속한 패키지를 지정하는데 사용
import문을 사용하면 클래스를 사용할 때 패키지명을 생략할 수 있다.
java.lang패키지의 클래스는 import하지 않아도 사용할 수 있다.

5. import문의 선언

import문은 패키지문과 클래스선언의 사이에 선언한다.
import 패키지명.클래스명; 또는 import 패키지명.*;
import문은 컴파일 시에 처리되므로 프로그램의 성능에 아무런 영향을 미치지 않는다.

다음의 두 코드는 서로 의미가 다르다

import java.util.*;
import java.text.*;    -> import.java.*;

이름이 같은 클래스가 속한 두 패키지를 import할 때는 클래스 앞에 패키지명을 붙여줘야 한다.
```
import java.sql.*; //java.sql.Date
import java.util.*;  //java.util.Date
```

제어자

1. 제어자(modifier)란?

클래스, 변수, 메서드의 선언부에 사용되어 부가적인 의미를 부여한다.
제어자는 크게 접근 제어자와 그 외의 제어자로 나뉜다.
하나의 대상에 여러 개의 제어자를 조합해서 사용할 수 있으나, 접근제어자는 단 하나만 사용할 수 있다.
접근 제어자: public, protected, default, private
그 외: static, final, abstract, native, transient, synchronized, volatile, strictfp

2. static - 클래스의, 공통적인

static이 사용될 수 있는 곳 - 멤버변수, 메서드, 초기화 블럭
대상: 멤버변수
- 모든 인스턴스에 공통적으로 사용되는 클래스변수가 된다.
- 클래스변수는 인스턴스를 생성하지 않고도 사용 가능하다.
- 클래스가 메모리에 로드될 때 생성된다.

대상: 메서드

인스턴스를 생성하지 않고도 호출이 가능한 static 메서드가 된다.

static메서드 내에서는 인스턴스멤버들을 직접 사용할 수 없다.

class StaticTest{
static int width = 200;
static int height = 120;

static{ //클래스 초기화 블럭
      //static변수의 복잡한 초기화 수행
}
static int max(int a, int b){
  return a > b ? a : b;
}
}

3. final - 마지막의, 변경될 수 없는

final이 사용될 수 있는 곳 - 클래스, 멤버변수, 지역변수
대상: 클래스
- 변경될 수 없는 클래스, 확장될 수 없는 클래스가 된다. 그래서 final로 지정된 클래스는 다른 클래스의 조상이 될 수 없다.
대상: 메서드
- 변경될 수 없는 메서드, final로 지정된 메서드는 오버라이딩을 통해 재정의 될 수 없다.

대상: 멤버변수, 지역변수

변수 앞에 final이 붙으면, 값을 변경할 수 없는 상수가 된다.

final class FinalTest{
final int MAX_SIZE = 10; //멤버변수
    
final void getMaxSize(){
  final int LV = MAX_SIZE;  //지역변수
  return MAX_sIZE;
}
}
class Child extends FinalTest{
void getMaxSize(){} //에러. 오버라이딩 불가
}

4. 생성자를 이용한 final 멤버변수 초기화

final이 붙은 변수는 상수이므로 보통은 선언과 초기화를 동시에 하지만, 인스턴스마다 고정값을 갖는 인스턴스 변수의 경우 생성자에서 초기화한다.

카드의 무늬와 숫자는 한번 결정되면 바뀌지 않아야하는 경우

Class Card{
  final int NUMBER;  //상수지만 선언과 함께 초기화
  final String KIND;
  static int width = 100;
  static int height = 250;

  Card(String kind, int num){
    KIND = kind;
    NUMBER = num;
  }
  Card(){
    this("HEART",1);
  }
  public string toString(){
    return ""+ KIND + " " + NUMBER;
  }
}

public static void main(string args[]){
  Card c = new Card("HEART",10);
  //C.NUMBER = 5;   에러
  System.out.println(c.KIND);
  System.out.println(c.NUMBER);
}

5. abstract - 추상의, 미완성의

abstract가 사용될 수 있는 곳 - 클래스, 매서드
대상: 클래스
- 클래스 내에 추상메서드가 선언되어 있음을 의미한다.
대상: 메서드
- 선언부만 작성하고 구현부는 작성하지 않은 추상메서드임을 알린다.
```
abstract class AbstractTest{ //추상클래스
abstract void move();   //추상메서드
}
```

6. 접근 제어자(access mdifier)

멤버 또는 클래스에 사용되어, 외부로부터의 접근을 제한한다.
접근 제어자가 사용될 수 있는 곳 - 클래스, 멤버변수, 메서드, 생성자
private: 같은 클래스 내에서만 접근이 가능하다.
default: 같은 패키지 내에서만 접근이 가능하다.
protected: 같은 패키지 내에서, 그리고 다른 패키지의 자손클래스에서 접근이 가능하다.
public: 접근 제한이 전혀 없다.

7. 접근 제어자를 이용한 캡슐화

접근 제어자를 사용하는 이유
- 외부로부터 데이터를 보호하기 위해서
- 외부에는 불필요한, 내부적으로만 사용되는 부분을 감추기 위해서

8. 생성자의 접근 제어자

일반적으로 생성자의 접근 제어자는 클래스의 접근 제어자와 일치한다.

생성자에 접근 제어자를 사용함으로써 인스턴스의 생성을 제한할 수 있다.

final class Singleton{
  private static Singleton s = new Singleton();
  private Singleton(){ //생성자
        
  }
  public static Singleton getInstance(){
    if(s==null){
      s = new Singleton();
    }      
    return s;
  }
}

class SingletonTest{
  public static void main(String args[]){
    Singleton s = new Singleton(); //에러
    Singleton s1 = Singleton.getInstance();
  }
}

9. 제어자의 조합

클래스: public, (default), final, abstract
메서드: 모든 접근 제어자, final, abstract, static
멤버변수: 모든 접근 제어자, final, static
지역변수: final
1. 메서드에 static과 abstract를 함께 사용할 수 없다. - static메서드는 몸통(구현부)이 있는 메서드에만 사용할 수 있기 때문이다.
2. 클래스에 abstract와 final을 동시에 사용할 수 없다. - 클래스에 사용되는 final은 클래스를 확장할 수 없다는 의미이고, abstract는 상속을 통해서 완성되어야 한다는 의미이므로 서로 모순되기 때문이다.
3. abstract메서드의 접근제어자가 private일 수 없다. - abstract메서드는 자손클래스에서 구현해주어야 하는데 접근 제어자가 private이면, 자손클래스에서 접근할 수 없기 때문이다.
4. 메서드에 private과 final을 같이 사용할 필요는 없다. - 접근 제어자가 private인 메서드는 오버라이딩될 수 없기 때문이다. 이 둘 중 하나만 사용해도 의미가 충분하다.

다형성(polymorphism)

1. 다형성이란?

여러가지 형태를 가질 수 있는 능력
하나의 참조변수로 여러 타입의 객체를 참조할 수 있는 것. 즉, 조상타입의 참조변수로 자손타입의 객체를 다룰 수 있는 것이 다형성
조상타입의 참조변수로 자손타입의 인스턴스를 참조할 수 있지만, 반대로 자손타입의 참조변수로 조상타입의 인스턴스를 참조할 수는 없다.

2. 참조변수의 형변환

서로 상속관계에 있는 타입간의 형변환만 가능하다.

자손 타입에서 조상타입으로 형변환하는 경우, 형변환 생략가능

자손타입 -> 조상타입 (Up-casting) : 형변환 생략가능

자손타입 <- 조상타입 (Down-casting) : 형변환 생략불가

public static void main(String args[]){
Car car = null;
FireEngine fe = new FireEngine();
FireEngine fe2 = null;

fe.water();
car = fe;  // Car = (Car)fe; 조상<-자손
few = (FireEngine)car;  // 자손<-조상
fe.water();
}

3. instanceof 연산자

참조변수가 참조하는 인스턴스의 실제 타입을 체크하는데 사용
이항연산자이며 피연산자는 참조형 변수와 타입. 연산결과는 true, false
instanceof의 연산결과가 true이면, 해당 타입으로 형변환이 가능하다.

4. 참조변수와 인스턴스변수의 연결

멤버변수가 중복정의된 경우, 참조변수의 타입에 따라 연결되는 멤버변수가 달라진다. (참조변수타입에 영향받음)
메서드가 중복정의된 경우, 참조변수의 타입에 관계없이 항상 실제 인스턴스의 타입에 정의된 메서드가 호출된다. (참조변수타입에 영향받지 않음)

5. 매개변수의 다형성

참조형 매개변수는 메서드 호출시, 자신과 같은 타입 또는 자손타입의 인스턴스를 넘겨줄 수 있다.

6. 여러 종류의 객체를 하나의 배열로 다루기

조상타입의 배열에 자손들의 객체를 담을 수 있다.

Product p1 = new Tv();
Product p2 = new Computer();
Product p3 = new Audio();

Product p[] = new Product[3];
p[0] = new Tv();
p[1] = new Computer();
p[2] = new Audio();

class Buyer{ //물건사는 사람
  int money = 1000;  //소유금액
  int bonusPoint = 0;  //보너스점수

  product[] cart = new Product[10];  //구입한 물건을 담은 배열
  int i=0;

  void buy(Product p){
    if(money < p.price){
      System.out.prinltn("잔액부족");
      return;
    }
    money -= p.price;
    bonusPoint += p.bonusPoint;
    cart[i++]= p;
  }
}

Twitter Facebook LinkedIn

Jinnie