[Java 입문] 클래스와 객체

객체지향 언어의 특징

1. 코드의 재사용성이 높다.
   • 새로운 코드를 성할 때 기존의 코드를 이용하여 쉽게 작성할 수 있다.
2. 코드의 관리가 용이하다.
   • 코드 간의 관계를 이용해서 적은 노력으로 쉽게 코드를 변경할 수 있다.
3. 신뢰성이 높은 프로그래밍을 가능하게 한다.
   • 제어자와 메서드를 이용해서 데이터를 보호하고 올바른 값을 유지하도록 하며, 코드의 중복을 제거하여 코드의 불일치로 인한 오동작을 방지할 수 있다.

클래스와 객체

클래스의 정의 : 클래스란 객체를 정의해 놓은 것.
클래스의 용도 : 클래스는 객체를 생성하는 데 사용

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 : 수학공식, 프로그램 에러와 같은 논리나 개념

객체를 사용한다는 것은 객체가 가지고 있는 속성과 기능을 사용한다는 뜻이다.

클래스	객체
제품 설계도	제품
TV 설계도	TV
붕어빵 기계	붕어빵

객체의 속성과 기능

속성	크기, 길이, 높이 색상, 볼륨, 채널 등
기능	켜기, 끄기, 볼륨 높이기, 볼륨 낮추기, 채널 변경하기 등

속성(property) -> 멤버변수(variable)
기능(function) -> 메서드(method)

          채널 -> int channel
   채널 높이기 -> channelUp(){...}

class Tv{
	// 변수
	String color;  // 색깔
	boolean power; // 전원상태
	int channel;   // 채널
	// 메서드
	void power()       {power = !power; }
	void channelUp()   {channel++;}
	void channelDown() {channel--;}
}

객체와 인스턴스

클래스로부터 객체를 만드는 과정을 클래스의 인스턴스화(instantiate)라고 하며, 어떤 클래스로부터 만들어진 객체를 그 클래스의 인스턴스(instance)라고 한다.

인스턴스는 어떤 클래스로부터 만들어진 것인지를 보다 강조하는 의미를 갖고 있다.

객체의 생성과 사용

클래스명 변수명;           // 클래스의 객체를 잠조하기 위한 참조변수를 선언
변수명 = new 클래스명();   // 클래스의 객체를 생성 후, 객체의 주소를 참조변수에 저장

Tv t;                      // Tv클래스 타입의 참조변수 t를 선언
t = new Tv();              // Tv인스턴스를 생성한 후, 생성된 Tv인스턴스의 주소를 t에 저장

객체 배열

객체 역시 배열로 다루는 것이 가능하며, 이를 '객체 배열'이라고 한다.

객체 배열 안에 객체가 저장되는 것은 아니고, 객체의 주소가 저장된다.

Tv[] tvArr = new Tv[3]; // 길이가 3인 Tv 타입의 참조변수 배열

Tv[] tvArr = new Tv[3];  // 참조변수 배열(객체 배열)을 생성
//객체를 생성해서 배열의 각 요소에 저장
tvArr[0] = new Tv();
tvArr[1] = new Tv();
tvArr[2] = new Tv();

 

클래스의 정의(1) - 데이터와 함수의 결합

1. 변수 하나의 데이터를 저장할 수 있는 공간
2. 배열 같은 종류의 여러 데이터를 하나의 집합으로 저장할 수 있는 공간
3. 구조체 서로 관련된 여러 데이터를 종류에 관계없이 하나의 집합으로 저장할 수 있는 공간
4. 클래스 데이터와 함수의 결합(구조체 + 함수)

자바와 같은 객체지향 언어에서는 변수(데이터)와 함수를 하나의 클래스에 정의하여 서로 관계가 깊은 변수와 함수들을 함께 다룰 수 있게 했다.

서로 관련된 변수들을 정의하고 이들에 대한 작업을 수행하는 함수들을 함께 정의한 것이 바로 클래스이다.

 

클래스의 정의(2) - 사용자 정의 타입

프로그래밍 언어에서 제공하는 기본 자료형(primitive type) 외에 프로그래머가 서로 관련된 변수들을 묶어서 하나의 타입으로 새로 추가하는 것을 ‘사용자 정의 타입(user-defined type)’이라고 한다.

int hour;     // 시간을 표현하기 위한 변수
int minute;   // 분을 표현하기 위한 변수
float second; // 초를 표현하기 위한 변수, 1/100초까지 표현하기 위해 float로 했다.

// 변수가 3개일 떄
int   hour1, hour2, hour3;
int   minute1, minute2, minute3;
float second1, second2, second3;

// 갯수가 늘어난다면
int[]   hour = new int[3];
int[]   minute = new int[3];
float[] second = new float[3];

class Time{
	int hour;
	int minute;
	float second;
}

1. 시, 분, 초는 모두 0보다 크거나 같아야 한다.
2. 시의 범위는 0~23, 분과 초의 범위는 0~59이다.

다음과 같은 제약 조건들을 반영하여 Time 클래스를 제작한다면

public class Time{
	private int hour;
	private int minute;
	private float second;
	
	// hour의 값을 변경하기 위한 메서드. 지정한 값이 0보다 작거나 23보다 크면
	// 즉, 유효한 값이 아니면 변경하지 않고 메서드를 종료(return)한다.
	public void setHour(int h){
		if (h < 0 || h > 23) return;
		hour = h; // 지정한 값(h)이 유효한 경우에만 hour를 변경
	}
	...
}

 

선언 위치에 따른 변수의 종류

class Variables
///////////////////////클래스 영역///////////////////////
{
	int iv;             // 인스턴스 변수
	static int cv;      // 클래스 변수(static변수, 공유변수)
	
	void method()
	//////////////////////메서드 영역//////////////////////
	{
		int lv = 0;  // 지역변수
	//////////////////////메서드 영역//////////////////////
	}
///////////////////////클래스 영역///////////////////////
}

1. 인스턴스 변수(instance variable)
   • 클래스 영역에 선언되며, 인스턴스를 생성할 때 만들어진다. 그래서 인스턴스 변수(iv)의 값을 읽어 오거나 저장하려면 먼저 인스턴스를 생성해야 한다. 인스턴스마다 별도의 저장공간을 가지므로 서로 다른 값을 가질 수 있다. 인스턴스마다 고유한 상태를 유지해야 하는 속성의 경우, 인스턴스 변수로 선언한다.
2. 클래스 변수(class variable)
   • 클래스 변수는 인스턴스 변수와 달리 인스턴스를 생성하지 않고 언제라도 바로 사용할 수 있다는 특징이 있으며, ‘클래스 이름. 클래스 변수’와 같은 형식으로 사용한다.
   • 클래스 변수를 선언하는 방법은 인스턴스 변수(iv) 앞에 static을 붙이기만 하면 된다. 인스턴스마다 독립적인 저장공간을 갖는 인스턴스 변수와는 달리, 클래스 변수는 모든 인스턴스가 공통된 저장공간(변수)을 공유하게 된다. 한 클래스의 모든 인스턴스들이 공통적인 값을 유지해야 하는 속성의 경우, 클래스 변수로 선언해야 한다.
3. 지역변수(local variable)
   • 메서드 내에 선언되어 메서드 내에서만 사용 가능하며, 메서드가 종료되면 소멸되어 사용할 수 없게 된다. for문 또는 while문의 블럭 내에 선언된 지역 변수는, 지역변수가 선언된 블럭{} 내에서만 사용 가능하며, 블럭{}을 벗어나면 소멸되어 사용할 수 없게 된다. 우리가 6장(객체지향 프로그래밍 1) 이전에 선언한 변수들은 모두 지역변수이다.

클래스 변수와 인스턴스 변수

각 Card 인스턴스는 자신만의 무늬(kind)와 숫자(number)를 유지하고 있어야 하므로 이들을 인스턴스 변수로 선언하였고, 각 카드의 폭(width)과 높이(height)는 모든 인스턴스가 공통적으로 같은 값을 유지해야 하므로 클래스 변수로 선언

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