이것이 자바다 | 6장 클래스

6.1 객체 지향 프로그래밍

속성 - 필드

동작 - 메소드

 

현실 세계의 객체를 소프트웨어 객체로 설계하는 것 -> 모델링

객체 모델링: 현실 세계 객체의 속성과 동작을 추려내어 소프트웨어 객체의 필드와 메소드로 정의하는 과정

 

메소드: 객체들 사이의 상호작용 수단

메소드 호출: 객체가 다른 객체의 기능을 이용하는 것

ex) 리턴값 = 전자계산기객체.메소드(매개값1, 매개값2, ...);

 

캡슐화

객체의 필드, 메소드를 하나로 묶고, 실제 구현 내용을 감추는 것

 

상속

상위 객체가 하위 객체에게 필드와 메소드를 물려주어 하위 객체가 사용할 수 있도록 하는 것

 

다형성

같은 타입이지만 실행 결과가 다양한 객체를 이용할 수 있는 성질

 

6.2 객체와 클래스

클래스로부터 만들어진 객체를 해당 클래스의 인스턴스라고 함

클래스로부터 객체를 만드는 과정을 인스턴스화라고 함

 

6.3 클래스 선언

클래스 이름은 만약 서로 다른 단어가 혼합된 이름을 사용한다면 각 단어의 첫 머리 글자는 대문자로 작성하는 것이 관례

일반적으로 소스파일 당 하나의 클래스를 선언하지만, 두 개 이상의 클래스 선언도 가능함

    -> 두 개 이상의 클래스가 선언된 소스 파일을 컴파일하면 바이트 코드 파일은(.class) 클래스를 선언한 개수만큼 생긴다.

 

6.4 객체 생성과 클래스 변수

클래스로부터 객체를 생성하는 방법은 new 연산자를 사용하는 것

new  클래스();

 

new 연산자

    클래스로부터 객체를 생성시키는 연산자

    생성된 객체는 heap 영역에 생성됨

    객체 생성 후, 객체의 주소 리턴함

 

6.5 클래스의 구성 멤버

 

public class ClassName {
    // 필드
    int fieldName;
    
    // 생성자
    ClassName() { ... }
    
    // 메소드
    void methodName() { ... }
    }

1. 필드

선언 형태는 변수와 비슷하지만, 필드를 변수라고 부르지는 않음

(변수는 생성자와 메소드 내에서만 사용되고 생성자와 메소드가 실행 종료되면 자동 소멸됨)

생성자와 메소드 전체에서 사용되며 객체가 소멸되지 않는 한 객체와 함께 존재함

 

2. 생성자

new 연산자로 호출되는 특별한 중괄호{} 블록

생성 시 초기화 담당

메소드와 비슷하게 생겼지만, 클래스 이름으로 되어 있고 리턴 타입이 없음

 

3. 메소드

객체의 동작에 해당하는 중괄호 {} 블록

 

6.6 필드

필드 선언은 중괄호 블록 어디서든 존재 가능

하지만 생성자와 메소드 블록 내부에는 선언 X. 이는 모두 로컬 변수로 됨

타입 필드 [ = 초기값];

 

타입에는 기본 타입들 + 참조 타입(배열, 클래스, 인터페이스)들이 모두 올 수 있음

초기값은 생략 가능 -> 기본 초기값으로 자동 설정됨

Car myCar = new Car();

myCar.speed = 60;

 

6.7 생성자

new 연산자와 같이 사용

객체의 초기화 담당

 

1. 기본 생성자

생성자 선언 생략 -> 컴파일러가 기본 생성자를 바이트 코드에 자동 추가시킴

[public] 클래스() { }

 

2. 생성자 선언 (명시적)

/* 생성자 블록 */

클래스( 매개변수 선언, ... ) {

    // 객체의 초기화 코드

}

 

생성자 내부 내용

   - 객체 초기화 코드

   - 필드에 초기값 저장

   - 메소드 호출

Car 생성자를 호출할 때 세 개의 값을 제공한다고 가정

Car myCar = new Car("그랜저", "검정", 300);

 

3. 필드 초기화

필드 초기화 방법 1: 필드를 선언할 때 초기값을 주는 방법

필드 초기화 방법 2: 생성자에서 초기값을 주는 방법 (외부에서 제공되는 값들로 초기화해야 하는 경우)

public class Korean {
	// 필드
    String nation = "대한민국";
    String name;
    String ssn;
    
    // 생성자
    public Korean(String name, String ssn) {
    	this.name = name;
        this.ssn = ssn;
    }
}

 

4. 생성자 오버로딩

: 매개변수를 달리하는 생성자를 여러 개 선언하는 것

    - 매개변수의 타입, 개수, 순서가 다르게 선언

    * 매개변수의 타입과 개수, 선언된 순서가 똑같을 경우 매개 변수 이름만 바꾸는 것은 생성자 오버로딩이 아님

   

Car(String model, String color) { ... }
Car(String color, String model) { ... }	// 오버로딩이 아님

 

5. 다른 생성자 호출(this())

 

생성자 간의 중복된 코드 발생 ( ex. 매개변수의 수만 달리하고 필드 초기화 내용이 비슷한 생성자 )

=> 필드 초기화 내용은 한 생성자에만 집중적으로 작성하고 나머지 생성자는 초기화 내용을 가지고 있는 생성자를 호출하는 방법으로 개선 ( this() 코드 사용 )

Car(String model) {
		this(model, "은색", 250);
}
	
Car(String model, String color) {
		this(model, color, 250);
}
	
Car(String model, String color, int maxSpeed) {
		this.model = model;
		this.color = color;
		this.maxSpeed = maxSpeed;
}

 

6.8 메소드

1. 메소드 선언

메소드 선언 = 선언부 + 실행 블록

 

매개 변수의 수를 모를 경우

ex. 여러 개의 수를 모두 합산하는 메소드를 선언해야 한다면, 몇 개의 매개 변수가 입력될지 알 수 없음

=> 매개변수를 배열 타입으로 선언

int sum1(int[] values) {   }

int[] values = { 1, 2, 3 };
int result = sum1(values);
int result = sum1(new int[] { 1, 2, 3, 4, 5});

=> " ... " 을 사용해서 선언

int sum2(int ... values) {   }

int result = sum2(1, 2, 3);
int result = sum2(1, 2, 3, 4, 5);

 ... 으로 선언된 매개변수는 배열 타입이므로 배열을 직접 매개값으로 사용해도 됨

int[] values = { 1, 2, 3 };
int result = sum2(values);
int result = sum2(new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 });

 

2. 리턴문

 

리턴 타입이 int인 plus() 메소드에서 byte, short, int 타입의 값이 리턴되어도 byte와 short는 int로 자동 타입 변환되어 리턴되기 때문에 상관없음.

 

3. 메소드 호출

 

클래스 내부의 다른 메소드에서 호출: 메소드 이름만 호출하면 됨

클래스 외부에서 메소드 호출: 클래스로부터 객체 생성 후 참조 변수를 이용해서 메소드 호출

 

4. 메소드 오버로딩

: 클래스에서 같은 이름의 메소드를 여러 개 선언하는 것

조건: 매개변수 타입, 개수, 순서 중 하나가 달라야 함

int divide(int x, int y) { ... }
double divide(int boonja, int boonmo) { ... }

위 경우 오버로딩이 아님 => 컴파일 오류 발생

∵ 리턴 타입은 자바 가상 기계가 메소드를 선택할 때 아무런 도움을 주지 못함

 

6.9 인스턴스 멤버와 this

인스턴스 멤버란 객체를 생성한 후 사용할 수 있는 필드와 메소드를 말함

public class Car {
	// 필드
    int gas;
    
    // 메소드
    void setSpeed(int speed) { ... }
}

Car myCar = new Car();
myCar.gas = 10;
myCar.setSpeed(60);

Car yourCar = new Car();
yourCar.gas = 20;
yourCar.setSpeed(80);

위의 경우, 인스턴스 필드 gas는 객체마다 따로 존재하고, 인스턴스 메소드 setSpeed() 는 객체마다 존재하지 않고 메소드 영역에 저장되고 공유됨

 

6.10 정적 멤버와 static

1. 정적 멤버 선언

정적 필드와 정적 메소드는 클래스에 고정된 멤버이므로 클래스 로더가 클래스(바이트 코드)를 로딩해서 메소드 메모리 영역에 적재할 때 클래스별로 관리됨.

 - 인스턴스 필드로 선언 vs 정적 필드로 선언

    인스턴스 필드: 객체마다 가지고 있어야 할 데이터

    정적 필드: 객체마다 가지고 있을 필요성이 없는 공용적인 데이터

 

2. 정적 초기화 블록

자바는 정적 필드의 초기화 작업을 위해 정적 블록을 제공

static {
	...
}

 

정적 블록은 클래스가 메모리로 로딩될 때 자동 실행됨

클래스 내부에 여러 개 선언되어도 상관없음 (선언된 순서대로 실행)

public class Television {
	static String company = "Samsung";
    static String model = "LCD";
    static String info;
    
    static {
    	info = company + "-" + model;
    }
}

 

3. 정적 메소드와 블록 선언 시 주의할 점

: 객체가 없어도 실행되기 때문에 이들 내부에 인스턴스 필드나 인스턴스 메소드를 사용할 수 없음

    -> 정적 메소드와 정적 블록에서 인스턴스 멤버를 사용하고 싶다면 객체를 먼저 생성하고 참조 변수로 접근해야 함

static void Method3() {
	ClassName obj = new ClassName();
    obj.field1 = 10;
    obj.method1();
}

 

4. 싱글톤

프로그램에서 단 하나의 객체만 만들도록 보장해야 하는 경우, 이 객체를  싱글톤이라고 함

싱글톤을 만들려면 클래스 외부에서 new연산자로 생성자를 호출할 수 없도록 막아야 함

방법: 생성자 앞에 private 접근 제한자를 붙이기

* 정적 필드도 private 접근 제한자를 붙여 외부에서 필드값을 변경하지 못하도록 막음

   대신 외부에서 호출할 수 있는 정적 메소드인 getInstance() 를 선언하고 정적 필드에서 참조하고 있는 자신의 객체를 리턴

/* 싱글톤 만드는 코드 */
public class 클래스 {
	// 정적 필드
    private static 클래스 singleton = new 클래스();
    
    // 생성자
    private 클래스() {}
    
    // 정적 메소드
    static 클래스 getInstance() {
    	return singleton;
    }
}

외부에서 객체를 얻는 유일한 방법은 getInstance() 메소드를 호출하는 방법임

이 메소드는 단 하나의 객체만 리턴하기 때문에 변수1과 변수2는 동일한 객체를 참조함

 

클래스 변수1 = 클래스.getInstance();
클래스 변수2 = 클래스.getInstance();

 

6.11 final 필드와 상수

1. final 필드

final 필드는 초기값이 저장되면 이것이 최종적인 값이 되어서 프로그램 실행 도중에 수정할 수 없음

final 타입 필드 [= 초기값];

final 필드의 초기값

public class Person {
    final String nation = "Korea";
    final String ssn;
    String name;
    
    public Person(String ssn, String name) {
    this.ssn = ssn;
    this.name = name;
    }
}

 

2. 상수(static final)

 

상수는 static이면서 final임

static final 필드는 객체마다 저장되지 않고, 클래스에만 포함됨

static final 타입 상수 [= 초기값];

초기값이 복잡할 경우, 정적 블록에서 선언 가능

static final 타입 상수;
static {
    상수 = 초기값;
}

상수의 이름은 모두 대문자로 하는 것이 관례임

// 상수 선언
public class Earth {
	static final double EARTH_RADIUS = 6400;
	static final double EARTH_SURFACE_AREA;
	
	static {
		EARTH_SURFACE_AREA = 4 * Math.PI * EARTH_RADIUS;
	}
}

// 상수 사용
public class EarthExample {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("지구의 반지름: " + Earth.EARTH_RADIUS + "km");
		System.out.println("지구의 표면적: " + Earth.EARTH_SURFACE_AREA + "km^2");
	}
}

 

6.12 패키지

클래스를 체계적으로 관리하기 위해 패키지 사용

패키지의 물리적 형태는 파일시스템의 폴더임

 

클래스의 전체 이름은 "패키지명+클래스명"

상위패키지.하위패키지.클래스

 

*클래스만 따로 복사해서 다른 곳으로 이동하면 클래스는 사용할 수 없음 => 클래스를 이동할 경우 패키지 전체를 이동시켜야 함

 

1. 패키지 선언

• java로 시작하는 패키지는 자바 표준 API에서만 사용하므로 사용해서는 안 됨
• 모두 소문자로 작성하는 것이 관례임

// 패키지 선언 방법

package 상위패키지.하위패키지;

public class ClassName { ... }

 

2. 패키지 선언이 포함된 클래스 컴파일

 

패키지 폴더가 자동으로 생성되려면 javac 명령어 다음에 -d 옵션을 추가하고 패키지가 생성될 경로를 지정해야 함

javac    -d    .                      ClassName.java       →  현재 폴더 내에 생성

javac    -d    ..\bin               ClassName.java       →  현재 폴더와 같은 위치의 bin 폴더에 생성

javac    -d    C:\Temp\bin    ClassName.java       →  C:\Temp\bin  폴더에 생성

 

Application.java가 C:\Temp 폴더에 작성되었다고 가정

 

[Application.java]  패키지가 선언된 클래스 컴파일

package sec12.exam01_package_compile;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("애플리케이션을 실행합니다.");
    }
}

 

이클립스는 src에 있는 모든 내용을 컴파일해서 bin 폴더에 생성시킴

 

4. import 문

다른 패키지에 속하는 클래스를 사용하는 법

1. 패키지와 클래스를 모두 기술
2. com.hankook 패키지에 소속된 Tire 클래스를 이용해서 필드를 선언하고 객체를 생성

package com.mycompany;

public class Car {
    com.hankook.Tire tire = new com.hankook.Tire();
}

package com.mycompany;

import com.hankook.Tire;
[ 또는 import com.hankook.*; ]

public class Car {
    Tire tire = new Tire();
}

이클립스에서 import문을 작성하지 않아도 사용된 클래스를 조사해서 필요한 import문을 자동적으로 추가하는 가능이 있음 => 현재 작성 중인 클래스의 메뉴에서   Source → Organize imports   (단축키: Ctrl + Shift + O)   선택

 

6.13 접근제한자

접근 제한	적용 대상	접근할 수 없는 클래스
public	클래스, 필드, 생성자, 메소드	없음
protected	필드, 생성자, 메소드	자식 클래스가 아닌 다른 패키지에 소속된 클래스
default	클래스, 필드, 생성자, 메소드	다른 패키지에 소속된 클래스
private	필드, 생성자, 메소드	모든 외부 클래스

 

클래스에 적용할 수 있는 접근 제한은 public 과 default 두 가지 뿐임

// default 접근제한
class 클래스 { ... }

// public 접근 제한
public class 클래스 { ... }

생성자에 적용할 수 있는 접근 제한은 public, protected, default, private 임

    - 클래스에 생성자를 선언하지 않으면 컴파일러에 의해 자동적으로 기본 생성자가 추가됨

    - 자동 생성되는 기본 생성자의 접근 제한은 클래스의 접근 제한과 동일

    * default: 생성자를 선언할 때 public 또는 private를 생략했다면 생성자는 default 접근 제한을 가짐

// 생성자의 접근 제한
public class A {
	// 필드
	A a1 = new A(true);
	A a2 = new A(1);
	A a3 = new A("문자열");
	
	// 생성자
	public A(boolean b) {}	// public 접근제한
	A(int b) {}		// default 접근제한
	private A(String s) {}	// private 접근제한
}

 

필드와 메소드에 적용할 수 있는 접근제한은 public, protected, default, private 임

public class A {
	// 필드
	public int field1;	// public 접근제한
	int field2;			// default 접근제한
	private int field3;	// private 접근제한
	
	// 생성자
	public A() {
		field1 = 1;
		field2 = 1;
		field3 = 1;
		
		method1();
		method2();
		method3();
	}
	
	// 메소드
	public void method1() {}
	void method2() {}
	private void method3() {}
}

 

6.14 Getter와 Setter 메소드

Setter

• 매개값을 검증해서 유효한 값만 데이터로 저장할 수 있음
• 데이터에 외부에서 접근할 수 없도록 막고 메소드는 공개해서 외부에서 메소드를 통해 데이터에 접근하도록 유도

Getter

• 객체 외부에서 객체의 필드값을 사용하기에 부적절한 경우가 있음
• 이런 경우, 메소드로 필드값을 가공한 후 외부로 전달

클래스를 선언할 때 가능하면 필드를 private로 선언하고  필드에 대한 Setter와 Getter 메소드를 작성해서 필드값을 안전하게 변경 및 사용하는 것이 좋음

 

 

필드 타입이 boolean일 경우, Getter는 is로 시작하는 것이 관례

private boolean stop;

//Getter
public boolean isStop() {
	return stop;
}

// Setter
public void setStop(boolean stop) {
    this.stop = stop;
}

만약 외부에서 필드값을

 

Getter와 Setter 사용 예

// Getter와 Setter 메소드 선언
public class Car {
	// 필드
	private int speed;
	private boolean stop;
	
	// 생성자
	
	//메소드
	public int getSpeed() {
		return speed;
	}
	
	public void setSpeed(int speed) {
		if(speed < 0) {
			this.speed = 0;
			return;
		} else {
			this.speed = speed;
		}
	}
	
	public boolean isStop() {
		return stop;
	}
	public void setStop(boolean stop) {
		this.stop = stop;
		this.speed = 0;
	}
}

// Getter와 Setter 메소드 사용
public class CarExample {
	public static void main(String[] args) {
		Car myCar = new Car();
		
		// 잘못된 속도 변경
		myCar.setSpeed(-50);
		
		System.out.println("현재 속도: " + myCar.getSpeed());
		
		// 올바른 속도 변경
		myCar.setSpeed(60);
		
		// 멈춤
		if(!myCar.isStop()) {
			myCar.setStop(true);
		}
		
		System.out.println("현재 속도: " + myCar.getSpeed());
	}
}

 

6.15 어노테이션

어노테이션은 메타데이터로, 컴파일 과정과 실행 과정에서 코드를 어떻게 컴파일하고 처리할 것인지를 알려주는 정보임

@AnnotationName   의 형태로 작성됨

 

<용도>

• 컴파일러에게 코드 문법 에러를 체크하도록 정보 제공
• 소프트웨어 개발 툴이 빌드나 배치 시 코드를 자동으로 생성할 수 있도록 정보 제공
• 실행(런타임) 시 특정 기능을 실행하도록 정보 제공

1. 어노테이션 타입 정의와 적용

@interface를 사용해서 어노테이션을 정의, 그 뒤에 사용할 어노테이션 이름이 옴

public @interface nnotationName {
}

정의한 어노테이션 사용법

@AnnotationName

   *어노테이션은 기본 element인 value를 가질 수 있음