객체지향프로그래밍(OOP) (2023.04.06~2023.04.10)

패러다임(Paradigm)

사람들의 견해나 사고를 근본적으로 규정하는 테두리

 

프로그래밍 패러다임(Programming Paradigm)

프로그래밍을 할 때 가지는 체계, 관점, 틀

 

🎈 프로그래밍 패러다임의 트렌드 변화

📖 절차적 프로그래밍(Procedural Programming)

장점 : 절차에 따라 구조적인 프로그래밍이 가능, 실행속도가 빠르다

단점 : 각각의 코드가 순서에 민감하게 연결되어 있어 유지보수 및 코드분석이 어려움

          하나의 기능이 고장나면 프로그램 동작이 안됨

- 문제를 해결하기 위한 순서에 집중 

- 실행 순서대로 코드를 작성

- 하나의 클래스에 모든 기능을 작성

- 프로그램의 규모가 커지면 Data and Logic Mixed(변수와 알고리즘의 뒤섞임) 문제 발생

 

📖 객체지향 프로그래밍(Object Oriented Programming)

장점 : 코드의 재사용이 용이하고, 코드 분석과 설계의 전환이 쉬움(변화에 유연함)

          하나의 기능이 고장나도 다른 기능은 동작

단점 : 설계에 많은 시간이 소요됨

           절차적 프로그램밍보다 상대적으로 실행속도가 느림

- 절차지향의 개념 위에 객체의 개념을 더한것

 

 

- 관련된 데이터와 로직을 묶어서 정리 후 별도로 저장

- 응집도를 높이고 → 관련된 것들을 묶는다.

  결합도를 낮춘다 → 파일로 분리 (코드끼리 영향을 주는 정도가 적다. 접근이 어렵다.) 

- 각각의 객체들이 서로 메세지를 주고 받음으로써 상호 소통 (데이터를 주고받으면서 서로 소통)

- Java는 객체지향 중심으로만 이루어진 언어

  python은 객체지향도 가능하고, 다른 것도 할 수 있음(함수도 가능) → 유연한 언어

 

🎈 객체 지향 프로그래밍 (Object Oriented Programming : OOP)

여러 개의 독립된 단위, 즉, 객체들의 모임으로 파악하고자 하는 것

각각의 객체는 메시지를 주고 받고 데이터를 처리 

 

객체 지향 프로그래밍의 예 : 영화예매시스템

객체 : 고객 / 극장 / 영화 / 결제
고객 객체 → 영화 객체 : 영화 보여줘 (getMovieinfo 메서드를 통해) 
고객 객체 → 극장 객체 : 극장 리스트 보여줘
고객 객체 → 결제 객체 : 결제해줘
등 객체와 객체들 간 상호작용으로 이루어지는 프로그램

 

객체끼리 서로 상호소통하기 위해서는 매개체가 필요. 객체 지향 프로그래밍에서는 이러한 매개체로 메서드를 사용

 

📖 클래스(Class)

Blueprint, Definition, Description → 설계도

객체들이 어떤식으로 동작할지 미리 생각해야 함.

클래스는 Field(속성 = 데이터 = 변수)과 행동(메서드 → 객체의 행위, 기능 + 생성자)로 이루어짐

 

필드 : 추상화를 하되(공통적인 특징을 가져오되) 너무 자세한 데이터는 가져오는 걸 지양

 

클래스의 구성 예(TV)

 

📖 객체(Object)

created from the class 클래스로부터 만들어진 것

설계도를 사용해서 만든 객체 

 

객체(object) vs 인스턴스(instance)
클래스로부터 객체를 만드는 과정을 클래스의 인스턴스화라고 하며, 어떤 클래스로부터 만들어진 객체를 그 클래스의 인스턴스라고 함
즉, 객체는 모든 인스턴스를 대표하는 포괄적인 의미를 갖고 있으며, 인스턴스는 어떤 클래스로부터 만들어진 것인지를 강조하는 보다 구체적인 의미를 가지고 있음

 

vendingMachineSimulator로 실체화시켜 만든 것 →  vm (object)

객체 생성 방법
클래스명 변수명 = new 클래스명();   ----> 클래스의 객체를 생성 후 객체의 주소를 참조 변수에 저장

 

 

객체와 레퍼런스 변수의 메모리

TV 클래스를 통해 객체 생성 → 생성된 객체는 heap 영역에 저장
※ 이 때 생성된 각각의 객체는 heap 메모리상 각각의 공간을 가지고 있음
heap 영역의 TV클래스를 통해 생성된 객체 안에는 변수들이 저장되어 있음
객체의 heap 영역상 주소를 담고 있는 레퍼런스 변수 tv1은 stack 영역에 저장

 

 

📖 객체지향프로그래밍의 특징

⚙️ 추상화(Abstract)

객체에서 공통된 속성과 행위를 추출하는 기법 → 객체의 필드와 메서드를 정의하는것(공통점을 뽑아내는 것)

상세한 정보는 무시하고 필요한 정보들만 간추려서 구성

 

⚙️ 캡슐화(Encapsulation)

관련된 데이터와 로직을 하나의 파일로 묶어서 저장하는 것 → 추상화 했던 것을 클래스파일에 작성하는 것

관련된 필드와 메소드를 하나로 묶고, 실제 구현 내용을 외부로부터 감추는 기법이 됨(정보은닉)

→ 왜 객체 지향에서 도움이 되지? 자바에서 입력을 위해 우리는 Scanner 객체를 사용하지만 Scanner의 코드와 구체적인 알고리즘을 알 필요는 없음. 객체의 메서드만 불러와서 쓰면 됨 → 생산성 향상

만일의 상황(타인이 외부에서 조작)을 대비해서 특정 속성이나 메소드를 사용자가 조작할 수 없도록 숨겨 놓은것

클래스를 만들면 접근제한자를 붙일 수 있는데 접근제한자를 통해 접근을 제한할 수 있음(public ↔ private) 

 

private 접근제한자 : 클래스 내부의 메서드를 통해서만 접근이 가능한 제한자

 

⚙️ 상속(Inheritance)

 

⚙️ 다형성(Polymorphism)

 

📖 객체지향프로그래밍

 

▼ 객체 지향 프로그래밍 설계하기 - 돼지저금통프로그램 ▼

 

객체 지향 설계의 5개의 원칙(S.O.L.I.D 원칙)
필요에 따라서는 무시할 수도 있으나 지키려고 노력하면 객체지향이 효과적으로 적용될 것

좋은 설계란 시스템에 새로운 요구사항이나 변경사항이 있을 때, 영향을 받는 범위가 적은 구조를 말함. 그래서 시스템에 예상하지 못한 변경사항이 발생하더라도, 유연하게 대처하고 이후에 확장성이 있는 시스템 구조를 만들 수 있음. 즉, SOLID 객체 지향 원칙을 적용하면 코드를 확장하고 유지 보수 관리하기가 더 쉬워지며, 불피요한 복잡성을 제거해 리팩토링에 소요되는 시간을 줄임으로써 프로젝트 개발의 생산성을 높일 수 있음. 

SRP(Single Responsibility Principle : 단일책임원칙)
하나의 클래스는 하나의 역할(기능)을 하도록
그래야 문제가 발생할 가능성이 작아진다. 

OCP(Open Closed Principle : 개방 폐쇄 원칙)
확장에 열려있어야 하며, 수정에는 닫혀있어야 한다는 뜻
추상화 사용을 통한 관계 구축 권장을 의미하는 것
다형성과 확장을 가능케하는 객체지향의 장점을 극대화하는 기본적인 설계원칙

LSP(Liskov Substitution Principle : 리스코프 치환 원칙)
서브 타입은 언제나 기반(부모) 타입으로 교체할 수 있어야 한다는 원칙
부모 타입으로 메서드를 실행해도 의도대로 실행되도록 구성을 해줘야 하는 원칙

ISP(Interface Segregation Principle : 인터페이스 분리 원칙)
인터페이스를 각각 사용에 맞게끔 잘게 분리해야 한다는 설계 원칙
인터페이스의 단일 책임을 강조
클라이언트의 목적과 용도에 적합한 인터페이스만을 제공하는 것이 목표

DIP(Dependency Inversion Principle : 의존 역전 원칙)
어떤 클래스를 참조해서 사용해야하는 상황이 생긴다면, 그 클래스를 직접 참조하는 것이 아니라 그 대상의 상위 요소(추상 클래스 or 인터페이스)로 참조하라는 원칙

참고자료 링크

 

⚙️ static 

객체를 생성하지 않아도 호출할 수 있게 해 줌

 

⚙️ 생성자 (constructor)

객체를 생성할 때 호출하는 메서드

생성자는 무조건 하나 이상 선언되어 있어야 함
그러나 사용자가 생성자를 정의하지 않아도 메서드를 작성해 놓지 않아도 컴파일러가 자동으로 메서드를 생성

 

특징

1. 반환타입이 없음 

2. 메서드 이름이 클래스 이름과 같음

 

'

\

 

⚙️ 게터 메서드(getter) & 세터(setter) 메서드 만들기

데이터 보호를 위해 각 필드는 private로 접근제한 

→ Simulator 클래스에서는 각 필드에 접근할 수 없음

→ 필드 데이터를 꺼내고, 수정하기 위해서는 getter 메서드와 setter 메서드를 사용해야 함

 

 

'

▼ 게터 메서드 ▼

다른 클래스에서 필드에 있는 값을 확인

 

 

▼ 세터 메서드 ▼

다른 클래스에서 필드에 있는 값을 setting(수정)할 수 있도록 해주는 메서드

this → 현재의 클래스를 지칭하는 키워드

 

이클립스에서는 자동으로 게터 메서드와 세터 메서드를 만들 수 있는 기능을 지원

 

 

 

이클립스에서는 생성자 또한 자동으로 만들 수 있도록 기능 지원

 

일반적으로 프로그램을 만들 때 3개의 클래스를 디폴트로 만듦

1. simulator - 사용자에게 결과를 출력해주거나 사용자에게 선택권을 주어 입력받는 용도

2. data - 정보만 가지고 있는 클래스 

3. system - 데이터를 누적해서 등록시키고 관리하는 중간 클래스

 

도서관리프로그램 만들기

1. simulator → bookSystem과 소통

 

2. bookSystem → BookData와 소통

생성된 bookData 객체를 저장하기 위한 ArrayList를 만들고,

addBook 메서드에서 bookData 클래스를 통해 객체 생성 후 ArrayList에 저장

 

3. booData 

 

실행결과