[Java] 추상화 (Abstraction)

📒 객체지향 프로그래밍

1️⃣ 객체지향 언어 특징

• OOP is A P.I.E
  • Abstraction(추상화)
  • Polymorphism(다형성)
  • Ingeritance(상속)
  • Encapsulation(데이터 은닉과 보호)

2️⃣ 객체지향 프로그래밍(Object Oriented Programming)

• 객체
  • 주체가 아닌 것, 주체가 활용하는 것
• 객체지향 프로그래밍
  • 주변의 많은 것들을 객체화 해서 프로그래밍 하는 것
  • 장점
    • 블록 형태의 모듈화된 프로그래밍 → 신뢰성 高 / 추가, 수정, 삭제 용이 / 재사용성 高

3️⃣ 현실 세계 객체, 클래스, 프로그램의 객체(instance, object)의 관계

• 추상화 & 구체화
  • 현실의 객체가 갖는 속성과 기능은 추상화 되어 클래스에 정의됨.
  • 클래스는 구체화 되어 프로그램의 객체(instance, object)가 됨.
  • 현실의 객체는 우리가 만지고 느낄 수 있는 것 → 실생활에 구체화 되어있는 내용
  • 객체를 매번 새로 만들어야 한다면?
    • 실생활 → 틀, 설계도 사용
    • 설계도 → 제품을 만들기 위해 필요하지만 실제로 사용 x, 설계도로 만든 제품 사용
    • 설계도는 하나의 종류(Type)가 되고 나온 제품을 객체라고 부르며 주체가 사용
• 프로그램의 클래스와 객체
  • 클래스를 객체로 구체화 & 객체화
  • 클래스
    • 객체를 정의해 놓은 것. 즉, 객체의 설계도, 틀
    • 객체를 생성할 때 사용
    • 데이터 타입
  • 객체
    • 클래스를 구체화 한 것
    • 클래스를 데이터 타입으로 메모리에 생성되어 실제로 동작하는 것
    • 메모리에 생성된 데이터

4️⃣ 객체 사용하기

• 클래스 하나도 레퍼런스 타입의 변수. 즉, Type은 클래스명이라고 볼 수 있음.

5️⃣ 객체 생성과 메모리

• JVM 메모리 구조
  • meta-space
    • 클래스 정보 처리(타입, Field, Method 정보)
  • stack
    • 메서드들의 실행 공간
      • thread 별로 별도 관리
      • 메서드 호출 시 마다 메서드 프레임 적층
      • 메서드 프레임에 로컬변수도 쌓이는 구조
  • heap
    • 객체를 저장하기 위한 영역
      • thread에 의해 공유
      • 객체가 생성되고 G.C에 의해 정리됨.
      • 상수 풀
• 객체의 생성 & 메모리 할당
  • java 파일 기존 파일과 변경 사항 확인하기
  • 참조하고 있는 것이 없을 경우 garbage / 이러한 것을 삭제하는게 garbage colletor

📒 변수

1️⃣ 변수 종류

• 타입에 따른 분류
  • Primitive Type Variable → int i, char c, …
  • Reference Type variable → String s, int [] points, Person p, …
• 선언 위치에 따른 분류
  • 멤버 변수
    • 클래스 영역(static keyword) → 클래스 멤버 변수
    • 클래스 영역 → 인스턴스 멤버 변수
  • 지역 변수
    • 함수 내부 → 지역 변수
    • 함수 선언부 → 파라미터 변수

2️⃣ 인스턴스 멤버 변수

• 선언 위치
  • 클래스 {} 영역에 선언
• 변수 생성
  • 객체가 만들어질 때 heap에 객체 별로 생성
• 변수 초기화
  • 타입 별로 default 초기화
• 변수 접근
  • 객체 생성 후(메모리에 올린 후) 객체 이름(소속)으로 접근
  • 객체를 만들 때마다 객체 별로 생성 → 객체마다 고유한 상태(변수 값) 유지
• 소멸 시점
  • Garbage Collector에 의해 객체가 없어질 때
  • 프로그래머가 명시적으로 소멸 시킬 수 X

3️⃣ 클래스 멤버 변수

• 선언 위치
  • 클래스 {} 영역에 선언, static 키워드를 붙임.
• 변수 생성
  • 클래스 로더에 의해 클래스가 로딩 될 때 heap에 클래스 별로 생성
• 변수 초기화
  • 타입 별로 default 초기화
• 변수 접근
  • 객체 생성과 무관하게 클래스 이름(소속)으로 접근
  • 객체를 생성하고 객체 이름으로 접근 가능하나 static에 부합한 표현은 아님
  • → class로 접근
• 소멸 시점
  • 클래스가 언로드 될 때 G.C 발생

4️⃣ 지역 변수 & 파라미터 변수

• 선언 위치
  • 클래스 영역의 {} 이외의 모든 중괄호 안에 선언
• 변수 생성
  • 선언된 라인이 실행될 때
  • 생성 메모리 영역 → stack의 메서드 프레임 내부
• 변수 초기화
  • 사용하기 전 명시적 초기화 필요
• 변수 접근
  • 외부에서는 접근 불가, 소속 불필요
  • 내부에서는 이름에 바로 접근
• 소멸 시점
  • 선언된 영역인 {}을 벗어날 때

📒 메서드

1️⃣ 메서드

• 현실의 객체가 하는 동작을 프로그래밍 화
• 어떤 작업을 수행하는 명령문의 집합
• 메서드 작성 이유
  • 반복적으로 사용되는 코드 중복 방지 (DRY, WET)
  • 코드의 양 줄일 수 있고 유지 보수 용이
• 메서드 필요성
  • 메서드 사용 x
  • Person p = new Person(); System.out.println(p.name + ":" + p.age); Person p2 = new Person(); System.out.println(p2.name + ":" + p2.age);
  • 메서드 사용 o
  • Person p = new Person(); Person p2 = new Person()l p.printInfo(); p2.printInfo();

2️⃣ Variable arguments

• 메서드 선언 시 동일 타입의 인자가 몇 개 들어올 지 예상할 수 없는 경우 (가변적)
  • 배열 타입 선언할 수 O
  • → 메서드 호출 전 배열 생성, 초기화 해야함. (번거로움)
  • … 을 이용해 파라미터 선언
  • → 호출 시 넘겨준 값의 개수에 따라 자동 배열 생성 및 초기화

3️⃣ 메서드 호출

• 메서드 호출 시 메서드의 선언부에 맞춰 호출해야 함.
  • 메서드 이름 : 반드시 동일
  • 파라미터 : 선언된 파라미터의 개수 동일, 타입은 promotion 적용 가능
• 메서드 접근
  • 멤버 변수와 마찬가지로 static 또는 non static 상태 구분해서 호출
• class 멤버와 instance 멤버간의 참조와 호출 - 29page 참고
  • 호출하려는 멤버가 메모리에 있는지
    • 있으면 호출 O
    • 없으면 호출 X → 먼저 로딩 후 사용해야 함
  • static member → 언제나 메모리 O
    • 클래스 로딩 시 자동 등록
  • instance member → 객체 생성 전 메모리 X
    • 객체 생성 시 모든 instance 멤버들은 메모리에 생성
    • 레퍼런스를 통해 접근
• 메서드 호출 스택
  • 스택
    • First in Last out 구조
  • 메서드 호출 스택
    • 각 메서드 호출 시 마다 메서드 동작을 위한 메모리 상자를 하나씩 할당
      • 상자 내부에 메서드를 위한 파라미터 변수 등 로컬 변수 구성
• 기본형 변수와 참조형 변수 - 31page 참고
  • 메서드 호출 시 파라미터로 입력된 값을 복사해서 전달

4️⃣ 메서드 오버로딩

• 오버로딩
  • 동일한 기능을 수행하는 메서드의 추가 작성
  • 일반적으로 메서드 이름은 기능별로 의미 있게 정함
  • 동일한 기능을 여러 형태로 정의
• 장점
  • 기억해야 할 메서드가 감소
  • 중복 코드에 대한 효율적 관리 가능
• 방법
  • 메서드 이름 동일
  • 파라미터 개수 or 순서, 타입이 달라야 함
    • 파라미터가 같으면 중복 선언 오류
  • 리턴 타입은 의미 X

📒 생성자

1️⃣ 생성자

• 객체를 생성할 때 호출하는 메서드 비슷한 것
  • new 키워드와 함께 호출하는 것
  • 일반 멤버 변수의 초기화나 객체 생성 시 실행돼야 하는 작업 정리
• 작성 규칙
  • 메서드와 비슷하나 리턴 타입 X
  • 이름은 클래스 이름과 동일
• 제한자 클래스_명 (타입 변수_명, 타입 변수_명 ...) { // 멤버 변수 초기화 작업 }

2️⃣ 생성자 종류

• 기본 생성자(default constructor)
  • 파라미터 X, 구현부가 비어있는 형태
  • 생성자 코드가 없으면 컴파일러가 기본 생성자 제공
• 파라미터가 있는 생성자
  • 생성자의 목적이 일반 멤버 변수의 초기화
  • → 생성자 호출 시 값을 넘겨줘서 초기화

3️⃣ this.

• 참조 변수로써 객체 자신을 가리킴
  • this를 이용해 자신의 멤버에 접근 가능
• 용도
  • 로컬 변수와 멤버 변수의 이름이 동일한 경우 멤버 변수임을 명시적으로 나타냄
  • 명시적으로 멤버임을 나타낼 경우 사용
• this는 객체에 대한 참조 → static 영역에서 this 사용 불가

4️⃣ this()

• 메서드와 마찬가지로 생성자도 오버로딩 가능
  • 객체 생성 시 필요한 멤버 변수만 초기화 진행
  • → 생성자 별 코드의 중복 발생
  • 한 생성자에서 다른 생성자 호출할 때 사용
• 반드시 첫 줄에서만 호출 가능

5️⃣ 초기화 블록

• 생성자처럼 멤버 변수의 초기화를 목적으로 함
  • {}를 이용해 내부 실행 코드 작성
  • if 이름 X → 별도 호출 X, 파라미터 받을 수 X
• 초기화 블록 종류
  • 클래스 초기화 블록
    • 클래스 멤버 변수 초기화에 사용
    • 클래스 로딩 시 1회 호출
  • 인스턴스 초기화 블록
    • 인스턴스 멤버 변수 초기화에 사용
    • 생성자 코드 실행보다 먼저 호출 됨
    • 객체 생성시 마다 1회 호출