Programming language/Java

[JAVA] 클래스와 객체

chaenii 2022. 9. 11. 23:45

자바는 객체지향 언어이다.

프로그램을 구성하는 요소는 객체이며, 이것이 상호작용 하도록 프로그래밍 한다.

 

클래스

객체를 만들기 위한 틀

예를 들어 붕어빵이 객체라고 하면, 붕어빵을 만드는 틀을 클래스라고 할 수 있다.

 

클래스 선언

  • 자동차 클래스 생성
  • 자동차 클래스가 생성되었다고 자동차가 만들어진 것은 아니다.
// car.java
public class 클래스명 {
 	...
}

Car 객체 생성하기 (자동차 만들기)

public class CarExam{
	public static void main(String args[]){
    	Car c1 = new Car();
        Car c2 = new Car();
    }
}
  • new 연산자는 new 연산자 뒤에 나오는 생성자를 이용해 메모리에 객체를 만들라는 명령
  • 메모리에 만들어진 객체를 인스턴스(instance)라고도 한다.
  • 이렇게 만들어진 객체를 참조하는 변수가 c1, c2이다.
  • 위의 코드가 실행되면 Car라는 객체가 2개가 만들어지고 각각의 객체를 참조하는 c1과 c2변수가 선언된다.

 

참조 타입

자바의 변수 타입은 크게 기본형 타입과 참조형 타입으로 나뉜다.

  • 기본형 타입 : boolean, char, byte, short, int, long, float, double
  • 참조형 타입 : 기본형 타입을 제외한 모든 타입 (배열, 클래스 등)
public static void main(String[] args) {
    String str = new String();
    str = "hello";
    System.out.println(str);
}
  • str 변수 앞에 기본형 타입이 아닌 String 클래스가 적혀있다.
  • = 뒤에는 new 다음에 생성자가 있다.
  • new 라는 키워드는 객체를 메모리에 올려준다. 이렇게 메모리에 올라간 객체를 인스턴스라고 말한다.
    • 메모리에 올라간 인스턴스를 가리키는 변수, 참조하는 변수, 레퍼런스하는 변수가 str이다.
    • str이라는 변수에는 메모리의 위치 값이 저장된다. 

String 클래스

문자열을 표현하는 자바에서 가장 많이 사용하는 클래스

 

자바 인스턴스 생성 방법

1. new 연산자를 사용하지 않고 인스턴스를 만드는 경우

String str1 = "hello";
String str2 = "hello";
  • "hello"라는 문자열이 메모리 중에서 상수가 저장되는 영역에 저장된다. 
  • String str2 = "hello";이 문장이 실행될 때 hello라는 문자열 상수는 이미 만들어져 있으므로 str1이 참조하는 인스턴스를 str2도 참조한다.

2. new 연산자를 이용해서 인스턴스를 만드는 경우

String str3 = new String("hello");
String str4 = new String("hello");
  • new 연산자를 이용하여 인스턴스를 만들면 인스턴스는 무조건 새롭게 만들어진다.
  • String str4 = new String("hello"); 이 문장이 실행될 때도 새롭게 만들게 되므로, str3과 str4는 서로 다른 인스턴스를 참조한다.
if(str1 == str2){  // 같은 인스턴스를 참조하므로 결과는 true 
    System.out.println("str1과 str2는 같은 레퍼런스입니다.");
}

if(str1 == str3){  // str1과 str3은 서로 다른 인스턴스를 참조하므로 결과는 false 
    System.out.println("str1과 str3는 같은 레퍼런스입니다.");
}

if(str3 == str4){  // str3과 str4는 서로 다른 인스턴스를 참조하므로 결과는 false 
    System.out.println("str3과 str4는 같은 레퍼런스입니다.");
}

 

String 클래스 특징

  • String은 다른 클래스와 다르게 new를 사용하지 않고 사용할 수 있다. 메모리를 아끼려면 String은 new를 사용하지 않고 사용하는 것이 좋다.
  • String은 불변 클래스이다. 불변이란 String이 인스턴스가 될때 가지고 있던 값을 나중에 수정할 수 없다.
  • String은 문자열과 관련된 다양한 메소드를 가지고 있다. 메소드를 호출한다 하더라도 String은 내부의 값이 변하지 않는다.
  • String이 가지고 있는 메소드중 String을 반환하는 메소드는 모두 새로운 String을 생성해서 반환한다.
    String str5 = "hello world";
    String str6 = str5.substring(3);
  • substring은 문자열을 자른 결과를 반환하는 메소드이다. 해당 코드가 실행되어도 str5는 변하지 않는다.
  • str6은 str5가 가지고 있는 문자열 중 3번째 위치부터 자른 결과 즉 새로운 String을 참조하게 된다.

필드 (field)

자동차는 자동차 이름, 자동차 번호를 가지고 있고, 자동차는 달리고 멈추는 기능이 있다.

여기에서 가지고 있는 것을 속성이라고 한다.

자바에서는 이러한 속성을 필드라는 용어로 사용한다.

  • 이름과 번호를 필드로 가지고 있는 Car클래스 선언
    public class Car{
        String name;    
        int number;
    }
  • Car 클래스를 인스턴스화 하기
    Car c1 = new Car();
    Car c2 = new Car();
    //Car라는 인스턴스가 메모리에 2개 만들어 진다. 객체별로 name과 number라는 속성을 가진다.
  • 속성 이용하기
    • 참조 변수 다음에 나오는 점(dot)은 참조변수가 참조하는 객체가 가지고 있는 것을 사용할 때 사용
    //c1.name은  c1이 참조하는 객체의 name 을 의미.

    c1.name = "소방차";  //c1이 참조하는 객체의 name을 소방차로 설정 
    c1.number = 1234;   // c1.number = 1234란 c1이 참조하는 객체의 number를 1234 로 설정 

    c2.name = "구급차"  //c2가 가리키는 객체의name을 구급차로 설정
    c2.number = 1004;  //c2가 가리키는 객체의 number를 1004로 설정


    System.out.println(c1.name);  //콘솔에 c1이 참조하는 객체의 name 을 출력합니다. 
    System.out.println(c1.number); //콘솔에 c1이 참조하는 객체의 number 를 출력합니다. 

    String name = c2.name;   //c2가 참조하는 객체의 name 을 String 타입 변수 name 도 참조하게 합니다.

메소드 (Method)

클래스에서 필드가 물체의 상태라면, 물체의 행동에 해당하는게 메소드다.

car에 이름과 번호가 있기도 하지만, car는 앞으로 전진할수도 있고 후진하는 행동도 할 수 있다.

  • 메소드는 입력값이 있고, 그 입력값을 받아서 무언가 한 다음 결과를 도출해 내는 수학의 함수와 비슷한 개념이다.
  • 이때 입력값을 매개변수라고 하고,결과값을 리턴값이라고 합니다.
    • 인자( Argument ) 는 어떤 함수를 호출시에 전달되는 값을 의미한다.
    • 매개 변수( Parameter ) 는 그 전달된 인자를 받아들이는 변수를 의미한다.
// Car 클래스
public class Car {
	// 타입 필드명
	private String name;
	private int number;
	
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	
	public String getName() {
		return this.name;
	}
	
	public void setNumber(int number) {
		this.number = number;
	}
	
	public int getNumber() {
		return this.number;
	}
}
public class CarExam {
	public static void main(String[] args) {
		Car c1 = new Car();
		Car c2 = new Car();
		
		c1.setName("소방차");
		c1.setNumber(1234);
		
		c2.setName("구급차");
		c2.setNumber(1111);
		
		System.out.println(c1.getName());
		System.out.println(c1.getNumber());
	}
}
-------------------------------------------------------
[출력 결과]
소방차
1234

변수의 scope와 static

변수의 스코프

프로그램상에서 사용되는 변수들은 사용 가능한 범위를 가진다. 그 범위를 변수의 스코프라고 한다.

변수가 선언된 블럭이 그 변수의 사용 범위이다.

    public class VariableScopeExam{

        int globalScope = 10;   // 인스턴스 변수 

        public void scopeTest(int value){   
            int localScope = 10;
            System.out.println(globalScope);
            System.out.println(localScpe);
            System.out.println(value);
        }
    }
  • 클래스의 속성으로 선언된 변수 globalScope 의 사용 범위는 클래스 전체 이다.
  • 매개변수로 선언된 int value 는 블럭 바깥에 존재하기는 하지만, 메서드 선언부에 존재하므로 사용범위는 해당 메소드 블럭내이다.
  • 메소드 블럭내에서 선언된 localScope 변수의 사용범위는 메소드 블럭 내이다.

 

main 메소드에서 사용하기

  • 같은 클래스 안에 있는데 globalScope 변수를 사용 할 수 없다.
  • main은 static한 메소드이다. static한 메서드에서는 static 하지 않은 필드를 사용 할 수 없다.
    public class VariableScopeExam {
        int globalScope = 10; 

        public void scopeTest(int value){
            int localScope = 20;            
            System.out.println(globalScope);
            System.out.println(localScope);
            System.out.println(value);
        }   
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(globalScope);  //오류
            System.out.println(localScope);   //오류
            System.out.println(value);        //오류  
        }   
    }

 

static

  • 같은 클래스 내에 있음에도 해당 변수들을 사용할 수 없다.
  • main 메소드는 static 이라는 키워드로 메소드가 정의되어 있다. 이런 메서드를 static한 메소드 라고 한다.
  • static한 필드나, static한 메소드는 Class가 인스턴스화 되지 않아도 사용할 수 있다.
    public class VariableScopeExam {
        int globalScope = 10; 
        static int staticVal = 7;

        public void scopeTest(int value){
            int localScope = 20;        
        }

        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(staticVal);      //사용가능 
        }

    }
  • static하게 선언된 변수는 값을 저장할 수 있는 공간이 하나만 생성된다. 그러므로, 인스턴스가 여러개 생성되도 static한 변수는 하나이기 때문에 값을 공유한다.
    ValableScopeExam v1 = new variableScopeExam();
    ValableScopeExam v2 = new variableScopeExam();
    v1.globalScope = 20;
    v2.globalScope = 30; 

    System.out.println(v1.globalScope);  //20 이 출력된다. 
    System.out.println(v2.globalScope);  //30이 출력된다. 

    v1.staticVal = 10;
    v2.staticVal = 20; 

    System.out.println(v1.statVal);  //20 이 출력된다. 
    System.out.println(v2.statVal);  //20 이 출력된다.
  • globalScope같은 변수(필드)는 인스턴스가 생성될 때 생성되기 때문에 인스턴스 변수라고 한다.
  • staticVal같은 static한 필드를 클래스 변수라고 한다.
  • 클래스 변수는 레퍼런스.변수명 하고 사용하기 보다는 클래스명.변수명 으로 사용하는것이 더 바람직하다고 하다.
    • VariableScopeExam.staticVal

열거형(enum)

자바는 열거타입을 이용하여 변수를 선언할 때 변수타입으로 사용할 수 있다.

  • 열거형은 JDK5에서 추가되었다.
  • JDK5 이전에는 상수를 열거형 대신 사용
    • 상수를 이용하는 방법
    public class EnumExam {
        public static final String MALE = "MALE";
        public static final String FEMALE = "FEMALE";

        public static void main(String[] args) {
            String gender1;

            gender1 = EnumExam.MALE;
            gender1 = EnumExam.FEMALE;                  
        }
    }

상수를 사용했때의 문제점

  • String으로 선언된 gender1 에는 MALE,FEMALE 둘 중 한가지 값을 갖기 원하는데, gender1의 type이 String 이기 때문에 gender1 = "소년"; 이렇게 수행 되어도 전혀 문제가 되지 않는다.
  • 실행할때 원했던 값인 MALE,FEMALE 이 아닌 다른 값이 들어오게 되므로 문제를 발생시킬 수 있다.

해결 방법

  • 이런 문제를 발생시키지 않게 하기 위해서 열거형을 사용하시면 됩니다.
  • 열거형 정의 방법
    enum Gender{
        MALE, FEMALE;
    }
  • 열거형 사용 방법
    Gender gender2;

    gender2 = Gender.MALE;
    gender2 = Gender.FEMALE;

    //Gender타입의 변수에는 MALE이나 FEMALE만 대입이 가능. 다른 값은 저장할 수가 없다.

특정 값만 가져야 한다면 열거형을 사용하는 것이 좋다.

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/5

 

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