OOP-7(Polymorphism)

Aug 11, 2020 in Java, OOP

다형성 (Polymorphism)

다형성의 다양한 특징

부모 클래스 타입으로 자식 클래스 객체를 참조하는 특징

public class Foo {
    public void methodA() {
        return;
    }
}

public class Bar extends Foo {
    public void methodB() {
        return;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        Bar bar = new Bar();

        Foo foo = (Foo)bar;
    }
}

부모 클래스로 자식 클래스를 참조한 경우, 자식 클래스의 메소드는 사용할 수 없다.

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        Bar bar = new Bar();
        Foo foo = (Foo)bar;

        foo.methodA(); // works
        // foo.methodB(); // error
    }
}

자식 클래스로 부모 클래스를 참조하려 하면 java.lan.ClassCastException 오류 발생

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        Foo foo = new Foo();
        Bar bar;

        // bar = (Bar)foo; // error
        if (foo instanceof Bar) { // returns false
            bar = (Bar)foo;
        }
    }
}

멤버 변수 재정의는 선언된 객체의 타입을 따른다.

메소드 오버라이딩은 메모리상의 객체의 타입을 따른다. (가상 메소드 호출; Virtual method call)

public class Foo {
    public String x = "Super";

    public void methodA() {
        System.out.println("Super");
    }
}

public class Bar extends Foo {
    public String x = "Sub";

    @Override
    public void methodA() {
        System.out.println("Sub");
        return;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        Bar bar = new Bar();
        Foo foo = (Foo)bar;

        System.out.println(bar.x); // Sub
        bar.methodA(); // Sub

        System.out.println(foo.x); // Super
        foo.methodA(); // Sub
    }
}

공변 반환 타입 (Covariant return type)

class Foo {
    public Foo getInstance() {
        return this;
    }
}

class Bar extends Foo {
    public Bar getInstance() { // Foo 대신 Bar로 리턴 가능
        return this;
    }
}

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OOP-6(Modifier)

Aug 11, 2020 in Java, OOP

제어자 (Modifier)

제어자란

클래스, 변수, 메소드에 부가 기능을 부여하는 키워드
접근 제어자 (Access modifiers)
- 접근할 수 있는 범위를 정하는 키워드
- public, protected, (default = package), private
그 외 제어자 (Other modifiers)
- 특별한 기능을 부여하는 제어자
- static, final, abstract, synchronized

제어자의 기능

접근 제어자

접근 가능한 범위를 정해, 데이터 은닉/보호 (Encapsulation) 기능을 추가한다.
접근 제어자별 접근 범위

제어자 같은 클래스 같은 패키지 다른 패키지에 속한 자식 클래스 전체

public O O O O

protected O O O

default O O

private O

제어자	같은 클래스	같은 패키지	다른 패키지에 속한 자식 클래스	전체
`public`	O	O	O	O
`protected`	O	O	O
`default`	O	O
`private`	O

private 또는 protected 변수에 접근하기 위해 getter와 setter 사용

class public Foo {
    private int x = 0;
    private int y = 1;

    public void setX(int x) { // setter
        this.x = x;
    }

    public void setY(int y) { // setter
        if (y >= 0) {
          this.y = y;
        }
    }

    public int getX() { // getter
        return x;
    }

    public int getY() { // getter
        return y;
    }
}

그 외의 제어자

final
- 더 이상 바뀔 수 없음을 의미
- 클래스, 메소드, 변수에 사용할 수 있음
  - 클래스: 더 이상 상속이 불가능해진다.
  - 메소드: 자식 클래스에서 오버라이드할 수 없다.
  - 변수: 변수의 값이 초기화 이후에 변하지 않는다.
    - 생성자에서 초기화가 이루어지는 것을 blank final 변수라 한다.
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    public class Foo {
    final int x = 0; // final variable
    final int y; // blank finial variable
    
    public Foo(int y) {
    this.y = y; // blank final variable initialization
    }
    
    }
static
- 클래스 변수, 클래스 메소드 등을 선언하기 위해 사용
abstract
- 추상 클래스에서 사용
synchronized
- 동시성 프로그래밍에 사용

싱글톤 패턴 (Singletone)

객체가 단 하나만 존재할 수 있는 클래스

private 생성자를 이용한다.

class SingletonClass {
  private static SingletoneClass instance = new SingletonClass();
  private SingletonClass() {}

  public static SingletonClass getInstance() {
      return instance;
  }
}

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OOP-5(Package)

Aug 11, 2020 in Java, OOP

패키지와 임포트 (Packages and Imports)

패키지 (Packages)

Java에서 소스 코드를 관리하는 방식
물리적으로 디렉토리로 구분된 파일을 .으로 계층적으로 구분
패키지 이름을 짓는 규칙: package 소속.프로젝트.용도
ex) package com.google.dev.utils
ex) package com.fastcampus.catcare.service

임포트 (Imports)

다른 패키지에 선언된 클래스를 사용하기 위한 키워드
패키지에 속한 모든 클래스를 import (하위 패키지는 포함하지 않음)
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import com.example.project.utils.*;

패키지에 속한 특정 클래스를 import

1 2	import com.fastcampus.dogcare.service.WebAPI; import java.io.InputStream;

클래스의 이름이 겹치는 경우, 패키지명을 포함하여 사용

import java.util.List;

public class Foo {
    public static void main(String args[]) {
        List list = new List();
        java.awt.List list2 = new java.awt.List();
    }
}

static 멤버는 static import하여 클래스를 생략하고 사용 가능

import static java.lang.Math.random;
import static java.lang.System.out;

public class StaticImport {
    public static void main(String args[]) {
        out.println(random());
    }
}

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OOP-4(Inheritance)

Aug 11, 2020 in Java, OOP

상속 (Inheritence)

상속이란

클래스의 모든 멤버 변수 및 메소드를 계승하여 새로운 클래스를 생성하는 것
상속 대상 - 조상 클래스, 부모 클래스, 상위 클래스, 슈퍼 클래스
상속 결과 - 자손 클래스, 자식 클래스, 하위 클래스, 서브 클래스
상속 대상일 필요 조건을 달성하므로 IS-A 관계라고도 부른다.

클래스의 관계

클래스의 상속

부모 클래스

public class Person {
    String name;

    public void work() {
        System.out.println("일하기");
    }

    public void sleep() {
        System.out.println("잠자기");
    }
}

자식 클래스

public class Developer extends Person {
    String mainLang;

    public void writeCode() {
        System.out.println("코딩하기");
    }
}

public class Student extends Person {
    String major;

    public void writeCode() {
        System.out.println("밤새 코딩하기");
    }
}

클래스의 포함

상속과 유사하나, 한 클래스가 다른 클래스의 인스턴스를 포함하는 관계로 되어 있다.
내부에 포함하고 있어, HAS-A 관계라고 부른다.

클래스 컴포지션 (Composition)이라 부른다.

public class MainMachine {
    String model;

    public MainMachine(String model) {
        this.model = model;
    }
}

public class Developer extends Person {
    MainMachine machine = new MainMachine("Macbook Air");

    public void writeCode() {
        System.out.println(machine.model + "(으)로 코딩하기");
    }
}

메소드 재정의

메소드의 기능을 재정의하는 것을 메소드 재정의 (Method overriding)이라 부른다.

public class Person {
    public void writeCode() {
        System.out.println("아무 코드나 일단 적어보았다.");
    }
}

public class Developer extends Person {
    @Override
    public void writeCode() {
        System.out.println("깔끔하고 예쁜 코드를 적어보았다.");
    }
}

super 키워드

this가 현재 객체를 참조하듯, super는 부모 객체를 참조한다.

super로 부모의 부모 객체에는 접근할 수 없다.

public class Foo {
    String x = "foo";
}

public class Bar extends Foo{
    String x = "bar";

    void method() {
        String x = "method";
        System.out.println(x);
        System.out.println(this.x);
        System.out.println(super.x);
    }
}

부모의 생성자를 호출하는 super

반드시 생성자의 첫줄에만 올 수 있음

public class Foo {
    String x;

    public Foo(String x) {
        this.x = x;
    }
}

public class Bar extends Foo {
    String y;

    public Bar(String x, String y) {
        super(x);
        this.y = y;
    }
}

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OOP-3(JavaDoc)

Aug 11, 2020 in Java, OOP

JavaDoc 주석

JavaDoc 주석이란

Java 클래스 및 패키지를 문서화 하기 위한 주석
클래스의 용도와 사용법 등을 설명하는 규칙
자동으로 JavaDoc 문서를 생성할 수 있음

JavaDoc 작성 방법

/**
 * Class description
 * @author Author Name
 */
public class ClassA {
    /**
     * Comments for a member variable
     */
    public int memberVar;

    /**
     * Comments for another member variable
     */
    public int secondMemberVar;

    /**
     * Constructor description
     * @param x description for parameter x
     * @param y description for parameter y
     */
    public ClassA(int x, int y) {
        this.memberVar = x;
        this.secondMemberVar = y;
    }

    /**
     * A member method description
     * @param string description for parameter string
     * @return description for the return value
     */
    public int ClassA(String string) {
        return 0;
    }
}

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OOP-2(Class)

Aug 11, 2020 in Java, OOP

클래스 (Classes)

클래스와 객체

클래스: 객체를 생성하기 위해 사용하는 추상화된 설계도
객체: 클래스가 구체화하여 값으로 생성된 것
- Instantiation: 클래스에서 객체를 생성하는 과정
- Object, Instance: Instantiation으로 인해 생성된 객체

클래스의 구성

public class Car {
    int speed = 0; // 멤버 변수 (속성)

    void move() { // 멤버 함수 (메소드)
        this.speed = 10;
    }
}

속성(Attribute, field) - 클래스에 속하는 멤버 변수, 상태, 필드
메소드(Method) - 클래스에 속하는 멤버 함수, 행동

객체의 생성

1 2	Car car = new Car(); 클래스명 변수명 = new 클래스명();

클래스를 구체화하여 값을 생성한 것을 객체라 한다.
하나의 클래스로 여러개의 객체를 만들 경우, 같은 타입의 독립적인 객체가 된다.

클래스와 객체의 메모리 구조

클래스 영역 (Class Area, Method Area, Code Area, Static Area)
- Field 정보
- Method 정보
- Type 정보
- Constant Pool
스택 영역 (Stack Area)
- Method 호출 시 선언된 로컬 변수
힙 영역 (Heap Area)
- new 키워드로 생성된 객체

변수 (Variables)

로컬 변수와 멤버 변수

구분	선언 위치	변수 종류	특징
멤버 변수	클래스 영역	클래스 멤버 변수	`static` 키워드 o
멤버 변수	클래스 영역	인스턴스 멤버 변수	`static` 키워드 x
로컬 변수	메소드 및 블록 내부	로컬 변수
로컬 변수	메소드 내부	파라미터 변수	메소드의 입력 인자

public class Variables {
  int instanceVar; // 인스턴스 멤버 변수
  static int classVar; // 클래스 멤버 변수

  public void method(int parameterVar) { // 파라미터 변수
      int localVar = 0; // 로컬 변수
  }
}

인스턴스 멤버 변수 (Instance Variables)

인스턴스 변수는 객체를 생성할 때 힙 영역에 생성됨
인스턴스 변수는 힙 영역에 생성되므로 초기화가 이루어짐

자료형 기본값

boolean false

char ‘\u0000’

byte, short, int 0

long 0L

float 0.0f

double 0.0

Ref. type null

자료형	기본값
`boolean`	false
`char`	‘\u0000’
`byte`, `short`, `int`	0
`long`	0L
`float`	0.0f
`double`	0.0
Ref. type	`null`

클래스 멤버 변수 (Class Variables)

클래스 멤버 변수는 프로그램 시작 시 클래스 영역에 생성됨

객체가 아닌 클래스로 접근하는 것이 권장됨 (객체로 접근도 가능하나 비권장)

public class Foo {
    static int classVar = 10;
}

Foo.classVar = 0; // Recommended

Foo foo = new Foo();
foo.classVar = 0; // Not recommended

로컬 변수 (Local Variable)

메소드 또는 중괄호 블록 내부에서 생성되는 변수
스택 영역에 생성되며, 초기화가 이루어지지 않음

생명 주기(Life cycle)은 생성된 중괄호 블록이 종료될 때 까지

void method(int paramVar) {
    int localVar;
    // System.out.println(localVar);  // 초기화가 이루어지지 않음
    localVar = 10;
    System.out.println(localVar);
    {
        int localVar2 = 10;
        System.out.println(localVar2);
    }
    // System.out.println(localVar2); // 생명주기가 끝남
}

메소드 (Methods)

메소드란

객체가 하는 동작을 정의하는 어떠한 작업을 수행하는 코드의 집합
코드의 중복을 방지하고 유지보수성을 향상시키기 위해 사용

public class Car {
    String name;

    void printModel() { // 메소드의 정의 (Method definition)
        System.out.println(name);
    }
}

Car hyundai = new Car();
Car kia = new Car();

hyundai.name = "Hyundai";
kia.name = "Kia";

hyundai.printModel(); // 메소드의 호출 (Method call)
kia.printModel();

메소드의 구현

메소드는 함수의 형태로 구성된다.
- 파라미터 (Parameters, 입력)
- 실행문 (Executional Statements)
- 리턴 값 (Return Value, 출력)

함수의 작성

public int add(int x, int y) {
    return x + y;
}

제한자 리턴타입 메소드명(파라미터타입1 파라미터이름1, 파라미터타입2 파라미터이름2, ...) {
    // 실행문
}

가변 인자 (Variable Arguments)

입력 인자의 개수가 정해지지 않은 경우

public int sumAll(int... params) {
    int sum = 0;
    for (int i: params) {
      sum += i;
    }
    return sum;
}

기본형 vs. 참조형 변수

기본형: 메소드 인자로 값이 전달됨 (Call by value)
참조형: 메소드 인자로 참조가 전달됨 (Call by reference)

public class Foo {
    int value;
}

public class Bar {
    public void swapPrimitive(int x, int y) {
        int temp = x;
        x = y;
        y = temp;
    }

    public void swapReference(Foo x, Foo y) {
        int temp = x.value;
        x.value = y.value;
        y.value = temp;
    }
}

Bar bar = new Bar();

int x = 1, y = 10;
bar.swapPrimitive(x, y);
System.out.println(x); // 1
System.out.println(y); // 10

Foo foo1 = new Foo(1);
Foo foo2 = new Foo(10);
bar.swapReference(foo1, foo2);
System.out.println(foo1.value); // 10
System.out.println(foo2.value); // 1

클래스 메소드 (Class method)
- static 키워드를 이용하여 선언된 메소드
- 인스턴스가 아닌 클래스에 속하는 메소드
- 대표적으로 main 메소드가 클래스 메소드이다.
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public class Foo {
static public void main(String args[]) {
// class method
}
}
메소드 호출 스택 (Method Call Stack)
- 메소드가 호출될 때 마다 메소드 동작과 로컬 변수가 쌓이는 메모리 영역
- 메소드가 종료될 때 메모리가 함께 반환됨

메소드 오버로딩

동일 기능의 함수를 추가로 구현하는 방법

입력 파라미터를 달리하는 동일 함수명으로 구현한다.

public class Foo {
    public int sumAll(int ... params) {
        int sum = 0;
        for (int i: params) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }

    public float sumAll(float ... params) {
        float sum = 0.0f;
        for (float x: params) {
            sum += x;
        }
        return sum;
    }
}

Foo foo = Foo();
int sum1 = foo.sumAll(1, 2, 3, 4, 5);
float sum2 = foo.sumAll(1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f);

생성자 (Constructor)

클래스에서 인스턴스를 생성할 때 사용되는 메소드
- new 키워드를 이용해 호출
기본 생성자 (Default Constructor)
- 구현하지 않아도 자동으로 생성되는 생성자
- 아무런 동작도 하지 않고, 객체만을 생성
파라미터 생성자 (Parameter Constructors)
- 입력 파라미터를 받는 생성자
- 여러개의 파라미터 생성자를 오버로딩할 수 있음
- 보통 멤버 변수를 초기화하는 동작 수행

public class Foo {
    int x;
    int y;
    String z;

    // public Foo() {} // Default Constructor

    public Foo(int a, int b, String c) { // Parameter Constructor
        x = a;
        y = b
        z = c;
    }
}

this 키워드

객체가 스스로를 가르키는 참조

멤버 변수와 로컬 변수의 이름이 같을 때, 멤버 변수임을 명시

public class Foo {
    int x;
    int y;

    public Foo(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

생성자를 호출하는 데에도 사용할 수 있다.

반드시 생성자의 첫 줄에서만 사용해야 한다.

public class Foo {
    int x;
    int y;
    String z;

    public Foo(int x, int y, String z) {
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.z = z;
    }

    public Foo(String z) {
        this(0, 0, z);
    }

    public Foo(int x, int y) {
        this(x, y, "Nothing");
    }
}

Getter와 Setter

클래스의 멤버 변수를 간접적으로 다룰 수 있게 하는 메소드

멤버 변수의 캡슐화(Encapsulation)를 구현하기 위해 사용

public class Foo {
    private int x;

    public int setX(int x) {
        this.x = x;
    }

    public void getX() {
        return x;
    }
}

초기화 블록 (Initializer)

클래스 또는 인스턴스를 생성할 때 단 한번 실행되는 코드 블록

public class Foo {
    static int classVar;
    int instanceVar;

    static {  // Class Initializater
        classVar = 100;
    }

    {  // Instance Initializer
        instanceVar = 10;
    }

    static {
        // May be more than one block
    }
}

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OOP-1(Basic)

Aug 11, 2020 in Java, OOP

객체지향 프로그래밍 (Object Oriented Programming; OOP)

객체지향 프로그래밍이란

컴퓨터 프로그래밍 패러다임 중 하나
프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나, 독립된 단위인 객체의 모임으로 파악
각각의 객체는 메세지를 주고받고, 데이터를 처리

객체지향의 기본 구성 요소

클래스 (Class)
- 같은 종류의 집단에 속하는 속성과 행위를 정의한 것
- 클래스는 다른 클래스 또는 외부 요소와 독립적으로 디자인해야 함
객체 (Object)
- 클래스의 인스턴스로, 실제로 메모리상에 할당된 것
- 자신 공유의 속성을 가지며, 클래스에 정의된 행위를 수행
메소드 (Method)
- 클래스로부터 생성된 객체를 사용하는 방법
- 메소드는 한 객체의 속성을 조작하는 데에 사용

객체 지향의 특징

OOP is A.P.I.E
- Abstraction (추상화): 자료 표현을 추상적으로 나타내는 추상 자료형을 사용한다.
- Polymorphism (다형성): 오버로딩과 오버라이딩을 하여 하나의 메소드명으로 다양한 동작을 구현할 수 있다.
- Inheritence (상속): 부모 클래스로부터 속성과 메소드를 상속받아 사용할 수 있다.
- Encapsulation (캡슐화): 사용자에게 불필요한 정보를 은닉/보호해야 한다.

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OOP-7(Polymorphism)

다형성 (Polymorphism)

다형성의 다양한 특징

OOP-6(Modifier)

제어자 (Modifier)

제어자란

제어자의 기능

접근 제어자

그 외의 제어자

싱글톤 패턴 (Singletone)

OOP-5(Package)

패키지와 임포트 (Packages and Imports)

패키지 (Packages)

임포트 (Imports)

OOP-4(Inheritance)

상속 (Inheritence)

상속이란

클래스의 관계

클래스의 상속

클래스의 포함

메소드 재정의

super 키워드

OOP-3(JavaDoc)

JavaDoc 주석

JavaDoc 주석이란

JavaDoc 작성 방법

OOP-2(Class)

클래스 (Classes)

클래스와 객체

클래스의 구성

객체의 생성

클래스와 객체의 메모리 구조

변수 (Variables)

인스턴스 멤버 변수 (Instance Variables)

클래스 멤버 변수 (Class Variables)

로컬 변수 (Local Variable)

메소드 (Methods)

메소드란

메소드의 구현

메소드 오버로딩

생성자 (Constructor)

this 키워드

Getter와 Setter

초기화 블록 (Initializer)

OOP-1(Basic)

객체지향 프로그래밍 (Object Oriented Programming; OOP)

객체지향 프로그래밍이란

객체지향의 기본 구성 요소

객체 지향의 특징

Yechan Kim