[JAVA] 클래스와 객체지향 프로그래밍

추상화와 구조체

추상화
구현할 대상을 프로그래밍적으로 꼭 필요한 부분만 단순화 시키는 것

구조체
추상화를 통해 프로그래밍적으로 활용할 특정 요소만 저장한 하나의 자료단위

사람{
    String name;
int age;
int height;
}

구조체를 메서드로 편하게 다루는 법

해당 구조체에 있는 요소를 하나하나 검색하기 불편하기 때문에

System.out.println(구조체.name);
System.out.println(구조체.age);
System.out.println(구조체.gender);

그래서 특정 구조체 전용 메서드를 만든다

public static void getHumanInfo(구조체 변수명){
System.out.println(변수명.name);
System.out.println(변수명.age);
System.out.println(변수명.gender);
}

위 메서드를 한줄로 호출만 해도 3줄에 달하는 이름, 나이, 성별 호출구문을 완성시킬수 있다.

getHumanInfo(구조체);

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클래스

구조체 전용 함수를 구조체 내부에 배치하면, 활용처가 명확해지며 호출도 안전해진다.

-> 특정 구조체용 함수를 구조체 내부에 선언한 것을 클래스라고 부른다.

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자바에서 클래스는 객체를 만들기 위한 틀이다

• 클래스의 변수 : 객체의 속성
• 클래스의 메서드 : 객체의 기능

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객체 생성 new
클래스명 변수명 = new 클래스();
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• new 키워드는 "힙"에 해당 자료를 생성하고 자료의 주소를 리턴한다

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멤버변수와 지역변수

1. 멤버변수: 클래스 안에 선언된 변수
   초기화를 하지 않아도 자동으로 각 데이터 타입의 기본값으로 자동 초기화된다.

2. 지역변수: 메서드 안에 선언된 변수
   메서드 블록 밖에서는 사용 불가. 사용하기 전에 반드시 초기화 필요

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생성자

클래스의 생성자
사용자가 필수 필드에 강제로 값을 채우도록 강요해야하기에, 생성자 함수를 클래스 내부에 정의한다

class 클래스명{

클래스명(){
// 생성자 함수
}

}

• 파이썬에서의 선언법

def __init__():
    실행문...

생성자 : 객체가 생성될 때 객체의 상태(멤버변수)를 초기화하는데 사용

• 객체가 생성될 때 new 키워드 다음에 오는 것

• 반드시 클래스 안에 하나 이상 선언해야 하며, 만일 생성자를 만들지 않을 경우 자바 가상 머신(JVM)이 대신해서 기본 생성자를 자동으로 하나 만든다

• 기본 생성자 : 매개 변수를 가지지 않는 기본 형태의 생성자
  ex) Pen() { }

생성자를 만드는 규칙

1. 생성자의 이름은 클래스 이름과 대/소문자까지 정확히 같아야한다. 달라진다면 메서드로 간주한다.
2. 생성자는 메서드와는 달리 반환 유형을 적지 않는다
3. 생성자는 다른 유형으로 여러개 생성 가능하다 (생성자 오버로딩)

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Garbage Collecting

• 객체를 생성하는데 사용되는 키워드는 new, 생성된 객체를 메모리에서 해제시키는 키워드는 존재하지 않는다.
• 자바 가상머신(JVM)이 메모리 관리를 해준다
• 객체가 더 이상 프로그램에서 사용되지 않으면 (스택과의 연결이 끊어져서 호출이 불가능하다면) 가비지 컬렉터가 스스로 판단하여 메모리를 해제하고 수거한다.

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패키지 (package)

** 클래스의 2종류 **

1. 개발자가 직접 만들어 사용하는 사용자 정의 클래스
2. JDK 안에 포함되어 있거나, 다른 개발자들이 미리 만들어 놓은 클래스

-> 이런 클래스는 종류가 많고 비슷한 기능들을 분류 시켜야 할 필요성이 있기에, 서로 관계가 있는 클래스들을 패키지로 묶어서 관리한다.

• 현재 클래스에서 다른 패키지의 외부 클래스를 사용하고 싶은 경우, import 키워드로 해당 클래스 전체 경로를 지정해줘야한다.
  ex) import java.util.Scanner;

• 해당 패키지 안에 들어있는 모든 클래스를 사용하고 싶은 경우, * 기호를 넣어준다.
  ex) import java.util.*;

*package 선언 방법 *

1. 클래스의 가장 윗 부분에 패키지 구문을 포함시킨다.
   ex) package store;
   
2. 패키지 이름은 영문 소문자로 지정하는 것을 권장
   
3. 대분류와 소분류 패키지를 구분할 때는 .을 사용한다
   
4. 최상위 패키지의 이름은 java로 시작 X.

-> java 패키지는 표준 API들의 모음을 구성해놓은 패키지이다.

5. 자바의 키워드는 패키지 이름으로 사용 X

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기본타입 (primitive type) vs 참조타입 (reference type)

** 기본 타입 **
정수, 실수, 문자, 논리 값을 저장하는 데이터 타입

• 실제 값을 변수 안에 저장

** 참조 타입 **
객체의 주소를 참조하는 타입.
배열, 클래스, 인터페이스 타입을 말한다

• 메모리의 주소 값을 변수 안에 저장
• stack 영역에 주소값 저장, 내부의 실제 값은 heap 영역에 저장한다.

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복사의 두가지 유형

* 얕은 복사 *

기본형 변수 : 단순 대입으로도 값 복사가 일어나지만

int a = 5;

int b = a;// b에 a변수에 들어있던 값인 5 대입

참조형 변수 : 주소값만 복사가 일어나고, 실제 heap 영역에 있는 자료는 복사되지 않는다.

int[] a = {1, 2, 3, 4, 5}
int[] b = a; // a가 저장중인 주소값 복사가 일어남

참조형 변수 간 대입연산자 사용 시, 주소값만 복사하는 행위를 얕은 복사라고 부른다.

=> 얕은 복사가 이뤄지면 같은 자료를 두 개의 변수가 동시에 조회하기 때문에

a[0] = 99;

두 변수가 모두 영향을 받는 문제가 발생한다.

* 깊은 복사 *
깊은 복사 : 스택에서 주소값을 복사 받는 것이 아니라, heap 쪽에 실제 자료를 복사 대상과 똑같이 하나 더 할당한 다음, 새롭게 할당된 자료의 주소를 변수에 대입한다.

int[] a = {1, 2, 3};
int[] b = a.clone(); // .clone(), .copy() 등을 보편적으로 깊은 복사에서 사용한다

=> 하나의 자료 값을 변경해도 다른 하나는 영향을 받지 않는다

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위의 원리로 인해,
배열에서 단순 명령어를 찍으면 주소값이 출력되기 때문에 Arrary.toString 을 사용해야한다.

package equal.array;

import java.util.Arrays;

public class ArraryEqualsTest {

public static void main(String[] args) {
//배열은 참조형 변수이기 때문에 단순 대입 시 문제가 발생한다

int[] intArray1 = {1,2,3,4,5};
System.out.println("배열 1의 주소 : " +intArray1);
// 배열도 참조형 변수이므로 주소가 아닌 실제 자료를 조회하려
// Array.toString(배열자료) 형식으로 호출해야 한다.
System.out.println(Arrays.toString(intArray1));
}
}

• 참조타입 String과 객체 동등 비교 메서드 equals()

  • 자바는 문자열이 동일하다면 String 객체를 공유하도록 되어있다.

  • 그래서 단순히 문자열을 String 변수에 할당한다면 같은 주소값을 갖게 된다
    ex.

    String str1 = "Hello";
    String str2 = "Hello";
    
    // str1 == str2 => true

• new 키워드를 사용하여 String 객체를 직접 heap 영역에 생성한다면, 문자열의 내용이 같더라도 다른 주소값을 가지게 되므로 동등==, 비동등!= 연산자의 결과가 false로 나오게 된다
  ex.

    String str3 = new String("Hello");
    String st4 = new String("Hello");
  
    / str3 == str4 => false

  • 동일 String 객체이든, 다른 String 객체이든 상관없이 문자열의 내용값 그 자체를 비교할 때는 equals() 메서드를 사용해야한다.