[ JAVA ] class 클래스

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[ JAVA ] class 클래스

변쌤(이젠강남) 2024. 5. 31. 18:07

class 클래스

클래스 원리
this , 메소드
접근제어자
상속
super
오버로딩, 오버라이딩
gtter , stter
static

클래스, 객체

자바프로그램은 클래스로부터 객체를 생성하여 프로그램을 작성합니다.

객체를 생성하기 위해서는 클래스를 작성하여야 합니다.

# 클래스 구성

클래스는 멤버변수, 생성자, 메서드 3가지 요소로 구성

[접근 제어자] class 클래스명 {
    // 필드
    [접근 제어자] 데이터 타입 필드명;

    // 생성자
    [접근 제어자] 클래스명(매개변수들) {
        // 생성자 코드
    }

    // 메소드
    [접근 제어자] 반환 타입 메소드명(매개변수들) {
        // 메소드 코드
    }
}

# 접근 제어자

접근 제어자는 클래스, 메소드, 필드 등에 대한 접근을 제어하는 키워드입니다.

public: 모든 클래스에서 접근 가능
protected: 같은 패키지 내부와 상속받은 클래스에서 접근 가능
default: 같은 패키지 내부에서만 접근 가능
private: 같은 클래스 내부에서만 접근 가능

public (공개) : 클래스, 메소드, 필드에 public 접근 제어자를 붙이면, 이는 모든 다른 클래스에서 접근 가능합니다.

public class MyClass {
    public int myField;
    public void myMethod() {
        // 메소드 내용
    }
}

private (비공개) : private 접근 제어자를 가진 멤버는 선언된 클래스 내에서만 접근할 수 있습니다. 다른 클래스에서는 접근할 수 없습니다.

public class MyClass {
    private int myField;
    private void myMethod() {
        // 메소드 내용
    }
}

default (패키지 전용) : 접근 제어자를 명시하지 않으면 기본적으로 default 접근 제어자를 가지며, 이는 같은 패키지 내에서만 접근할 수 있습니다.

class MyClass {
    int myField; // default 접근 제어자
    void myMethod() {
        // 메소드 내용
    }
}

protected (보호) : protected 접근 제어자를 가진 멤버는 같은 패키지 내의 클래스와 이를 상속받는 하위 클래스에서 접근할 수 있습니다.

public class MyClass {
    protected int myField;
    protected void myMethod() {
        // 메소드 내용
    }
}

접근 범위 요약

접근 제어자같은 클래스 같은 패키지하위 클래스모든 클래스

접근 제어자	같은 클래스	같은 패키지	하위 클래스	모든 클래스
public	O	O	O	O
protected	O	O	O	X
default	O	O	X	X
private	O	X	X	X

각 접근 제어자는 클래스 멤버의 캡슐화 수준을 결정하며, 코드의 재사용성과 보안성을 높이는데 중요한 역할을 합니다.

객체 선언과 생성

// 1. 클래스 참조 변수 선언
MyClass myObject;

// 2. new 키워드를 사용하여 객체 생성
myObject = new MyClass();

// 3. 참조 변수에 객체 할당
// 이 단계는 위의 두 단계를 합쳐서 한 번에 작성할 수도 있습니다.
MyClass myObject = new MyClass();

클래스 선언

public class Person {
    String name;
    int age;

    // 생성자
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 메소드
    public void introduce() {
        System.out.println("안녕하세요, 저는 " + name + "이고, 나이는 " + age + "살입니다.");
    }
}

객체 생성

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 객체 선언 및 생성
        Person person1 = new Person("홍길동", 25);
        Person person2 = new Person("김영희", 30);

        // 메소드 호출
        person1.introduce();
        person2.introduce();
    }
}

결과

안녕하세요, 저는 홍길동이고, 나이는 25살입니다.
안녕하세요, 저는 김영희이고, 나이는 30살입니다.

객체 배열 선언과 생성

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Person 객체 배열 선언 및 생성
        Person[] people = new Person[2];

        // 각 배열 요소에 Person 객체 생성
        people[0] = new Person("홍길동", 25);
        people[1] = new Person("김영희", 30);

        // 각 객체의 메소드 호출
        for (Person person : people) {
            person.introduce();
        }
    }
}

# this

this 키워드는 객체 자신을 참조하는 데 사용됩니다.

인스턴스 변수와 메소드 매개변수 구분
생성자에서 다른 생성자 호출
현재 객체의 참조 반환

인스턴스 변수와 메소드 매개변수 구분

클래스의 인스턴스 변수와 메서드 매개변수의 이름이 동일할 때, this 키워드를 사용하여 인스턴스 변수를 참조할 수 있습니다.

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // 생성자
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name; // this.name은 인스턴스 변수, name은 매개변수
        this.age = age;   // this.age는 인스턴스 변수, age는 매개변수
    }

    // 메소드
    public void setName(String name) {
        this.name = name; // this.name은 인스턴스 변수, name은 매개변수
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age; // this.age는 인스턴스 변수, age는 매개변수
    }

    public void introduce() {
        System.out.println("안녕하세요, 저는 " + this.name + "이고, 나이는 " + this.age + "살입니다.");
    }
}

생성자에서 다른 생성자 호출

this 키워드를 사용하여 같은 클래스의 다른 생성자를 호출할 수 있습니다. 이를 통해 코드의 중복을 줄일 수 있습니다.

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // 기본 생성자
    public Person() {
        this("이름없음", 0); // 다른 생성자 호출
    }

    // 매개변수가 있는 생성자
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void introduce() {
        System.out.println("안녕하세요, 저는 " + this.name + "이고, 나이는 " + this.age + "살입니다.");
    }
}

현재 객체의 참조 반환

메소드 내에서 현재 객체의 참조를 반환할 때 this를 사용할 수 있습니다. 이는 메소드 체이닝을 구현할 때 유용합니다.

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person setName(String name) {
        this.name = name;
        return this; // 현재 객체의 참조 반환
    }

    public Person setAge(int age) {
        this.age = age;
        return this; // 현재 객체의 참조 반환
    }

    public void introduce() {
        System.out.println("안녕하세요, 저는 " + this.name + "이고, 나이는 " + this.age + "살입니다.");
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 메소드 체이닝
        Person person = new Person();
        person.setName("홍길동").setAge(25).introduce();
    }
}

결과

안녕하세요, 저는 홍길동이고, 나이는 25살입니다.

# 오버로딩과 오버라이딩

오버로딩 (Overloading)

오버로딩은 같은 이름의 메소드를 여러 개 정의하되, 매개변수의 타입이나 개수, 순서를 다르게 하는 것입니다. 이는 컴파일 시점에 결정되며, 주로 메소드의 이름을 재사용하면서 다양한 입력을 처리하기 위해 사용됩니다.

class MathUtils {
    // 두 개의 정수를 더하는 메소드
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    // 세 개의 정수를 더하는 메소드
    int add(int a, int b, int c) {
        return a + b + c;
    }

    // 두 개의 실수를 더하는 메소드
    double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }
}

오버라이딩 (Overriding)

오버라이딩은 부모 클래스에 정의된 메소드를 자식 클래스에서 재정의하는 것입니다. 이는 런타임 시점에 결정되며, 주로 상속 관계에서 부모 클래스의 메소드를 자식 클래스에서 재정의하여 동작을 변경하기 위해 사용됩니다.

class Animal {
    void sound() {
        System.out.println("Animal makes a sound");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    void sound() {
        System.out.println("Dog barks");
    }
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    void sound() {
        System.out.println("Cat meows");
    }
}

오버로딩과 오버라이딩의 차이점

비교 항목오버로딩 (Overloading)오버라이딩 (Overriding)


비교항목	오버로딩	오버라이딩
정의	같은 이름의 메소드를 매개변수의 타입, 개수, 순서를 다르게 정의하는 것	부모 클래스의 메소드를 자식 클래스에서 재정의하는 것
시점	컴파일 시점에 결정	런타임 시점에 결정
관계	같은 클래스 내에서 발생	상속 관계에 있는 클래스 간에 발생
목적	다양한 입력을 처리하기 위해	상속받은 메소드의 동작을 변경하기 위해
애노테이션	사용하지 않음	@Override 애노테이션을 사용하여 명시적으로 재정의 표시
접근 제한자	상관없음	부모 클래스의 메소드와 동일하거나 더 좁은 접근 제한자를 가질 수 없음
반환 타입	다를 수 있음	부모 클래스의 메소드와 동일하거나 더 좁은 반환 타입 (공변 반환 타입) 가능

# getter 와 setter

getter와 setter는 객체의 필드에 접근하고 수정하는 메소드입니다. 이 메소드는 캡슐화를 유지하면서 객체의 데이터를 안전하게 관리할 수 있게 해줍니다. 캡슐화는 객체 지향 프로그래밍의 중요한 원칙 중 하나로, 데이터의 직접적인 접근을 막고, 대신 메소드를 통해 접근하게 함으로써 데이터의 무결성을 유지할 수 있습니다.

Getter 메소드

역할: 객체의 필드 값을 반환합니다.
이름 규칙: 보통 get 접두사를 붙이고 필드 이름의 첫 글자를 대문자로 합니다.

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // Getter for name
    public String getName() {
        return name;
    }

    // Getter for age
    public int getAge() {
        return age;
    }
}

Setter 메소드

역할: 객체의 필드 값을 설정(수정)합니다.
이름 규칙: 보통 set 접두사를 붙이고 필드 이름의 첫 글자를 대문자로 합니다.

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // Setter for name
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    // Setter for age
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

Getter와 Setter의 사용 예제

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Person 객체 생성
        Person person = new Person();

        // Setter 메소드를 사용하여 필드 값 설정
        person.setName("홍길동");
        person.setAge(25);

        // Getter 메소드를 사용하여 필드 값 가져오기
        System.out.println("이름: " + person.getName());
        System.out.println("나이: " + person.getAge());
    }
}

결과

이름: 홍길동
나이: 25

장점

캡슐화: 직접 필드에 접근하지 않고 메소드를 통해 접근하므로, 데이터의 무결성을 유지할 수 있습니다.
유효성 검사: setter 메소드 안에서 값의 유효성을 검사할 수 있습니다.
읽기 전용/쓰기 전용: getter만 제공하여 읽기 전용 필드로 만들거나, setter만 제공하여 쓰기 전용 필드로 만들 수 있습니다.
디버깅 용이: 필드 접근 로직을 메소드에 넣음으로써 디버깅과 로깅을 쉽게 할 수 있습니다.

유효성 검사

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // Getter for name
    public String getName() {
        return name;
    }

    // Setter for name
    public void setName(String name) {
        if (name != null && !name.isEmpty()) {
            this.name = name;
        } else {
            System.out.println("유효한 이름을 입력하세요.");
        }
    }

    // Getter for age
    public int getAge() {
        return age;
    }

    // Setter for age
    public void setAge(int age) {
        if (age > 0) {
            this.age = age;
        } else {
            System.out.println("유효한 나이를 입력하세요.");
        }
    }
}

# 상속

상속은 객체 지향 프로그래밍(OOP)의 중요한 개념 중 하나로, 기존 클래스의 특성과 동작을 새로운 클래스에 물려주는 것을 의미합니다. 상속을 통해 코드의 재사용성을 높이고, 계층 구조를 만들어 프로그램의 구조를 더 체계적으로 만들 수 있습니다.

상속의 기본 개념

부모 클래스 (Superclass, Base Class)
- 다른 클래스에 상속되는 클래스입니다.
- 일반적으로 상위 클래스라고도 합니다.
자식 클래스 (Subclass, Derived Class)
- 부모 클래스를 상속받는 클래스입니다.
- 부모 클래스의 모든 멤버 변수와 메소드를 물려받으며, 추가적인 멤버 변수와 메소드를 가질 수 있습니다.

상속의 문법

자바에서 상속을 구현하려면 extends 키워드를 사용합니다. 자식 클래스는 부모 클래스의 멤버(필드와 메소드)를 상속받으며, 필요에 따라 이러한 멤버를 오버라이딩(재정의)할 수 있습니다.

public class 부모클래스 {
    // 필드
    private String name;

    // 생성자
    public 부모클래스(String name) {
        this.name = name;
    }

    // 메소드
    public void display() {
        System.out.println("부모 클래스: " + name);
    }
}

public class 자식클래스 extends 부모클래스 {
    // 추가 필드
    private int age;

    // 생성자
    public 자식클래스(String name, int age) {
        super(name); // 부모 클래스의 생성자 호출
        this.age = age;
    }

    // 메소드 오버라이딩
    @Override
    public void display() {
        super.display(); // 부모 클래스의 메소드 호출
        System.out.println("자식 클래스: 나이 = " + age);
    }
}

public class Animal {
    protected String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void makeSound() {
        System.out.println("동물이 소리를 냅니다.");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    private String breed;

    public Dog(String name, String breed) {
        super(name); // 부모 클래스의 생성자 호출
        this.breed = breed;
    }

    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println(name + "가 멍멍 짖습니다.");
    }

    public void displayBreed() {
        System.out.println(name + "는 " + breed + "입니다.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog myDog = new Dog("바둑이", "진돗개");
        myDog.makeSound(); // 오버라이딩된 메소드 호출
        myDog.displayBreed();
    }
}

바둑이가 멍멍 짖습니다.
바둑이는 진돗개입니다.

상속의 장점

코드 재사용성 증가: 기존 클래스의 코드를 재사용할 수 있어 중복 코드를 줄이고 유지보수를 쉽게 합니다.
계층 구조 형성: 상속을 통해 클래스 간의 계층 구조를 형성하여 체계적인 코드 구조를 만들 수 있습니다.
다형성 (Polymorphism): 상속을 통해 다형성을 구현할 수 있으며, 이는 코드의 유연성과 확장성을 높여줍니다.

상속의 단점

강한 결합: 상속은 부모 클래스와 자식 클래스 간의 강한 결합을 초래할 수 있어, 부모 클래스의 변경이 자식 클래스에 영향을 미칠 수 있습니다.
설계의 어려움: 적절한 계층 구조를 설계하는 것이 어려울 수 있으며, 잘못된 상속 구조는 코드의 복잡성을 증가시킬 수 있습니다.

상속 관련 주요 용어

오버라이딩 (Overriding): 자식 클래스가 부모 클래스의 메소드를 재정의하는 것.
super: 부모 클래스의 멤버에 접근하거나 부모 클래스의 생성자를 호출할 때 사용.
다형성 (Polymorphism): 같은 타입의 객체가 다양한 형태로 동작할 수 있게 하는 특성. 보통 상속과 함께 사용됨.

# 메소드 오버라이딩

메소드 오버라이딩(Method Overriding)은 객체 지향 프로그래밍(OOP)에서 상속받은 부모 클래스의 메소드를 자식 클래스에서 재정의하는 것을 의미합니다. 이를 통해 자식 클래스는 부모 클래스의 메소드 기능을 자신에 맞게 변경할 수 있습니다. 메소드 오버라이딩은 다형성(Polymorphism)을 구현하는 중요한 방법 중 하나입니다.

메소드 오버라이딩의 규칙

메소드 시그니처 동일: 오버라이딩하는 메소드는 부모 클래스의 메소드와 동일한 이름, 매개변수 리스트, 반환 타입을 가져야 합니다.
접근 제어자: 오버라이딩하는 메소드의 접근 제어자는 부모 클래스의 메소드보다 더 좁은 범위로 설정할 수 없습니다. 예를 들어, 부모 클래스의 메소드가 public이면 자식 클래스의 메소드도 public이어야 합니다.
예외: 자식 클래스의 메소드는 부모 클래스의 메소드보다 더 많은 예외를 던질 수 없습니다.

@Override 어노테이션

@Override 어노테이션은 자바 컴파일러에게 해당 메소드가 부모 클래스의 메소드를 오버라이딩하고 있음을 알리는 역할을 합니다. 이는 오타나 잘못된 메소드 시그니처로 인한 오류를 방지하는 데 도움이 됩니다.

부모 클래스 메소드 호출

자식 클래스에서 부모 클래스의 메소드를 호출하려면 super 키워드를 사용합니다.

오버라이딩과 오버로딩의 차이점

오버라이딩 (Overriding): 상속 관계에서 자식 클래스가 부모 클래스의 메소드를 재정의하는 것.
오버로딩 (Overloading): 같은 클래스 내에서 같은 이름의 메소드를 여러 개 정의하되, 매개변수의 타입, 개수, 순서가 다르게 하는 것.

메소드 오버라이딩은 자바에서 다형성을 구현하는 중요한 방법입니다. 이를 통해 자식 클래스는 부모 클래스의 메소드를 재정의하여 더 구체적이고 적합한 동작을 구현할 수 있습니다. @Override 어노테이션을 사용하면 코드의 가독성과 안정성을 높일 수 있습니다.

# super

super 키워드는 자식 클래스에서 부모 클래스의 멤버(변수, 메소드)나 생성자에 접근할 때 사용됩니다.

부모 클래스의 변수에 접근: 자식 클래스에서 부모 클래스의 변수를 사용할 때.
부모 클래스의 메소드 호출: 자식 클래스에서 부모 클래스의 메소드를 호출할 때.
부모 클래스의 생성자 호출: 자식 클래스의 생성자에서 부모 클래스의 생성자를 호출할 때.

부모 클래스의 변수에 접근

부모 클래스의 인스턴스 변수를 자식 클래스에서 사용할 때 super를 사용할 수 있습니다.

부모 클래스의 메소드 호출

자식 클래스에서 부모 클래스의 메소드를 호출할 때 super를 사용할 수 있습니다.

부모 클래스의 생성자 호출

자식 클래스의 생성자에서 부모 클래스의 생성자를 호출할 때 super를 사용합니다. 이는 부모 클래스의 필드를 초기화하거나 부모 클래스의 생성자에서 수행하는 작업을 수행하기 위해 필요합니다.

문제

1. 필드명 : private

2. getter , setter : 값 가져오기, 변경하기

3. printBookInfo : 책정보 출력 메서드

# static

1. 메모리 절약

공유 데이터: 클래스의 모든 인스턴스가 동일한 데이터를 공유해야 할 때 static 변수를 사용합니다. 이를 통해 동일한 데이터를 여러 번 저장할 필요가 없어 메모리를 절약할 수 있습니다.
예시: 모든 인스턴스가 같은 상수를 공유할 때 사용합니다. 예를 들어, 모든 동물의 왕국 이름이 "Animalia"인 경우.

2. 공통 기능 제공

유틸리티 메서드: 특정 객체와 무관하게 공통적인 기능을 제공하는 메서드를 정의할 때 static 메서드를 사용합니다. 이러한 메서드는 인스턴스를 생성하지 않고도 호출할 수 있습니다.
예시: 수학적 계산을 위한 Math 클래스의 Math.sqrt()와 같은 메서드들.

3. 클래스 수준의 접근

클래스 변수 및 메서드: 특정 객체가 아닌 클래스 수준에서 접근할 수 있는 변수나 메서드를 정의할 때 static을 사용합니다. 이를 통해 인스턴스 없이도 클래스 자체로 접근할 수 있습니다.
예시: 생성된 객체의 수를 추적하는 카운터 변수.

4. 초기화 블록

정적 초기화 블록: 클래스가 처음 로드될 때 단 한 번 실행되는 초기화 블록을 정의할 때 사용합니다. 이를 통해 클래스 변수의 복잡한 초기화를 할 수 있습니다.
예시: 데이터베이스 연결 설정과 같은 리소스를 클래스 로드 시 초기화하는 경우

Animal 클래스

public class Animal {
    // 모든 동물이 공유하는 static 변수
    private static String kingdom = "Animalia"; // 동물의 왕국 (모든 동물에게 동일한 값)
    
    // 인스턴스 변수
    private String name;
    private String species;

    // 생성자
    public Animal(String name, String species) {
        this.name = name;
        this.species = species;
    }

    // static 메서드: 왕국 이름 반환
    public static String getKingdom() {
        return kingdom;
    }

    // static 메서드: 왕국 이름 설정
    public static void setKingdom(String newKingdom) {
        kingdom = newKingdom;
    }

    // 인스턴스 메서드: 동물의 이름을 반환
    public String getName() {
        return name;
    }

    // 인스턴스 메서드: 동물의 종을 반환
    public String getSpecies() {
        return species;
    }
}

AnimalTest

    // main 메서드: static 멤버 사용 예시
    public static void main(String[] args) {
        // Animal 클래스의 static 변수와 메서드 사용
        System.out.println("동물의 왕국: " + Animal.getKingdom()); // 출력: 동물의 왕국: Animalia

        Animal animal1 = new Animal("사자", "Felidae");
        Animal animal2 = new Animal("코끼리", "Elephantidae");

        System.out.println("동물 1: " + animal1.getName() + " - " + animal1.getSpecies());
        System.out.println("동물 2: " + animal2.getName() + " - " + animal2.getSpecies());

        // static 메서드를 사용하여 왕국 이름 변경
        Animal.setKingdom("Animal Kingdom");

        System.out.println("변경된 동물의 왕국: " + Animal.getKingdom()); 
        // 출력: 변경된 동물의 왕국: Animal Kingdom
    }

static 변수 kingdom:
- kingdom 변수는 모든 Animal 인스턴스가 공유하는 변수입니다.
- Animalia라는 값으로 초기화되어 있으며, 모든 동물에게 동일한 왕국을 나타냅니다.
- static 변수이기 때문에 클래스의 모든 인스턴스가 이 변수를 공유합니다.
static 메서드 getKingdom():
- 이 메서드는 현재 kingdom 값을 반환합니다.
- static 메서드이기 때문에 Animal 클래스의 인스턴스를 생성하지 않고도 호출할 수 있습니다.
static 메서드 setKingdom(String newKingdom):
- 이 메서드는 kingdom 값을 새 값으로 설정합니다.
- static 메서드이기 때문에 인스턴스 생성 없이 호출할 수 있습니다.
생성자:
- 생성자는 동물의 이름과 종을 매개변수로 받아 해당 인스턴스 변수를 초기화합니다.
인스턴스 메서드 getName()와 getSpecies():
- 이 메서드들은 각각 동물의 이름과 종을 반환합니다.
main 메서드:
- main 메서드에서는 Animal 클래스의 static 변수와 메서드를 사용하여 왕국 이름을 출력하고 변경합니다.
- 또한, 두 Animal 인스턴스를 생성하고 각각의 정보를 출력합니다.

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