[Java] 객체 지향 프로그래밍 - 추상화(Abstraction)

OOP is APIE

객체 지향 프로그래밍(OOP, Object-oriented programming)

Abstraction(추상화): 현실의 객체를 추상화해서 클래스를 구성한다.
Polymorphism(다형성): 하나의 객체를 여러 가지 타입(형)으로 참조할 수 있다.
Inheritance(상속): 부모 클래스의 자산을 물려받아 자식을 정의함으로 코드의 재사용이 가능하다.
Encapsulation(데이터 은닉과 보호): 데이터를 외부에 직접 노출시키지 않고 메서드를 이용해 보호할 수 있다.

1️⃣ 객체 지향 프로그래밍

객체
- 주변의 많은 것들을 객체화해서 프로그래밍하는 것
- 우리 주변의 있는 모든 것으로 프로그래밍의 대상 (사물, 개념, 논리..)
객체 지향 프로그래밍
- 주변의 많은 것들을 객체화해서 프로그래밍하는 것

🔹 객체 지향 프로그래밍의 장점

블록 형태의 모듈화 된 프로그래밍
- 신뢰성 높은 프로그래밍 가능
- 추가/수정/삭제 용이
- 재사용성 높음

🔹 현실 세계 객체, 클래스, 프로그램의 객체의 관계

현실의 객체가 갖는 속성과 기능은 추상화(abstraction) 되어 클래스에 정의된다
클래스는 구체화되어 프로그램의 객체(instance, object)가 된다
현실의 객체는 우리가 만지고 느낄 수 있는 것
- → 실생활에 구체화 되어있는 내용
`붕어빵 틀(설계도) = Type 규정`, `붕어빵(제품) = 객체`
현실 세계의 객체를 추상화한 결과가 클래스
- 상태 속성: 멤버 변수
- 기능, 행위: 멤버 메서드
추상화한 클래스를 구체화한 것이 객체
객체들(new로 생성한 것들)이 사는 곳은 메모리
- 객체와 instance의 차이: 메모리에 올라가 있냐 없냐

🔹 프로그램의 클래스와 객체

클래스
- 객체를 정의해 놓은 것
- 객체의 설계도, 틀
- 클래스는 직접 사용할 수 없고, 객체를 만들기 위한 틀을 제공할 뿐
객체
- 클래스를 데이터 타입으로 메모리에 생성되어 실제로 동작하는 것

🔹 객체 생성과 메모리

JVM의 메모리 구조 (JVM 버전에 따라 달라질 수 있음)

meta-space
- 클래스 정보 처리
  - 타입 정보
  - Field 정보
  - Method 정보
stack
- 메서드들의 실행 공간
  - thread 별로 별도 관리
  - 메서드 호출 시마다 메서드 프레임 적용
  - 메서드 프레임에 로컬변수도 쌓이는 구조
heap
- 객체를 저장하기 위한 영역
  - thread에 의해 공유
  - 객체가 생성되고 G.C에 의해 정리됨
  - 상수 풀

통상적으로 new로 생성한 것들은 heap에 올라가고 지역 변수들은 stack에 올라감

힙과 달리 왜 스택은 아래에서부터 자랄까?

둘 다 아래서부터하면 두 개가 섞이니까 다르게 만든 것임(서로 영역이 겹치지 않기 위해)
힙은 double linked list로 만들었음

static은 공유해서 사용함

2️⃣ 변수

🔹 변수의 종류

타입에 따른 분류 (기본형, 참조형)
선언 위치에 따른 분류 (멤버 변수, 지역 변수)

종류	선언 위치	변수 종류
멤버 변수	클래스 영역 (static keyword)	클래스 멤버 변수
멤버 변수	클래스 영역	인스턴스 멤버 변수
지역 변수	함수 내부	지역 변수
지역 변수	함수 선언부	파라미터 변수

🔹 클래스 멤버 변수의 특징

선언 위치: 클래스 {} 영역에 선언되어 `static 키워드`를 붙임

public class Person {
	static String scientificName = "Homo Sapiens";
}

변수의 생성: 클래스 로더에 의해 클래스가 로딩될 때 heap에 클래스 별로 생성
- 개별 객체의 생성과 무관하며 모든 객체가 공유하게 됨(공유 변수라고도 함)
변수의 초기화: 타입 별로 default 초기화
변수에서의 접근: 객체 생성과 무관하게 클래스 이름(소속)으로 접근
- 객체를 생성하고 객체 이름으로 접근도 가능하나 static에 부합한 표현은 아님

Person p = new Person();
p.scientificName = "객체를 통한 변경";
Person.scientificName = "클래스를 통한 변경";

소멸 시점
- 클래스가 언로드될 때 G.C 발생

static 정적(변할 수 있는데 거의 변하지 않음)

지역 변수 & 파라미터 변수

선언 위치: 클래스 영역의 {} 이외의 모든 중괄호 안에 선어노디는 변수들
- 메서드, 생성자, 초기화 블록
변수의 생성: 선언된 라인이 실행될 때
- 생성 메모리 영역: stack의 메서드 프레임 내부
변수의 초기화: 사용하기 전 명시적 초기화 필요
변수에서의 접근: 외부에서는 접근이 불가하므로 소속 불필요
- 내부에서는 이름에 바로 접근
소멸 시점
- 선언된 영역인 {}을 벗어날 때

3️⃣ 메서드

🔹 메서드 정의

현실의 객체가 하는 동작을 프로그래밍화
어떤 작업을 수행하는 명령문의 집합

🔹 메서드 작성하는 이유

반복적으로 사용되는 코드의 중복 방지
코드의 양을 줄일 수 있고 유지 보수가 용이함

🔹 선언부

리턴 타입
- 메서드를 호출한 곳에서 반환되는 값의 타입으로 아무것도 리턴하지 않을 경우 void
- 결과를 받을 때 묵시적 형 변환 적용
- 리턴 타입은 하나만 적용 가능
메서드 이름은 수행하는 작업을 쉽게 파악하도록 의미 있는 이름 사용
파라미터 목록
- 메서드 호출 시점에 넘겨줘야 하는 변수들로 넘겨줄 정보가 없을 경우 생략 가능
- 파라미터 전달 시 묵시적 형 변환 적용

🔹 Variable arguments

메서드 선언 시 동일 타입의 인자가 몇 개 들어올지 예상할 수 없는 경우 (또는 가변적)
- 배열 타입을 선언할 수 있으나 → 메서드 호출 전 배열을 생성, 초기화해야 하는 번거로움
- …을 이용해 파라미터를 선언하면 호출 시 넘겨준 값의 개수에 따라 자동으로 배열 생성 및 초기화

🔹 구현부

구현부는 중괄호 내에서 처리해야 하는 내용 즉 비즈니스 로직 작성
마지막에는 선언된 리턴 타입에 해당하는 값을 return 문장과 함께 반환해야 함
- 값 반환 시에는 묵시적 형 변환 적용
- 리턴 타입이 void여서 반환할 값이 없을 경우 return 문장 생략 가능
- 메서드 수행 도중 return 문장을 만나거나 마지막 문장을 수행하는 경우 메서드는 종료
  - 조건문을 이용해서 return 할 경우 모든 조건에서 return 필요

🔹 메서드 호출

메서드를 호출할 때는 메서드의 선언부에 맞춰 호출해야 함
- 메서드 이름: 반드시 동일
- 파라미터: 선언된 파라미터의 개수는 반드시 동일, 타입은 promotion 적용 가능
메서드 접근
- 멤버 변수와 마찬가지로 static 또는 non static 상태를 구분해서 호출

비고		static member	non static member (instance member)
소속		클래스	객체
접근 방법	같은 클래스	바로 호출	바로 호출
접근 방법	다른 클래스	클리스_이름.멤버_이름	객체 생성 후 객체_이름.멤버_이름

(static: 메모리에 먼저 올라가 있어라)

🔹 class 멤버와 instance 멤버 간의 참조와 호출

가장 중요한 것은 호출하려는 멤버가 메모리에 있는가?
- 메모리에 있으면 호출 가능
- 메모리에 없으면 호출 불가 → 먼저 메모리에 로딩 후 사용해야 함
static member → 언제나 메모리에 있음
- 클래스 로딩 시 자동 등록
instance member → 객체 생성 전에는 메모리에 없음
- 객체 생성 시 모든 일반 멤버들은 메모리에 생성
- 객체 즉 레퍼런스를 통해서 접근

🔹 메서드 호출 스택

스택 (stack)
- First in Last out의 구조
메서드 호출 스택
- 각각의 메서드 호출 시마다 메서드 동작을 위한 메모리 상자를 하나씩 할당
  - 상자 내부에 메서드를 위한 파라미터 변수 등 로컬 변수 구성
- A 메서드에서 새로운 메서드 B 호출 시 B 실행을 위한 메모리 상자 쌓음
  - 언제나 맨 위에 있는 메모리 상자(B)만 활성화
  - 이때 A 메서드는 동작이 끝나지 않고 잠시 정지된 상태
  - B가 리턴하게 되면 B를 위한 상자가 제거되며 메모리 반납
  - 비로소 A가 최상위가 돼서 다시 동작 재개

🔹 기본형 변수와 참조형 변수

메서드 호출 시 파라미터로 입력된 값을 복사해서 전달
자바는 call by value

🔹 메서드 오버로딩

overloading: 동일한 기능을 수행하는 메서드의 추가 작성
- 일반적으로 메서드 이름은 기능별로 의미 있게 정함
- 동일한 기능을 여러 형태로 정의해야 한다면?
장점
- 기억해야 할 메서드가 감소하고 중복 코드에 대한 효율적 관리 기능

메서드 오버로딩 방법

메서드 이름은 동일
파라미터의 개수 또는 순서, 타입이 달라야 할 것
- 파라미터가 같으면 중복 선언 오류
리턴 타입은 의미 없음

4️⃣ 생성자

객체를 생성할 때 호출하는 메서드 비슷한 것

new 키워드와 함께 호출하는 것 (`Person person1 = new Person()`)
일반 멤버 변수의 초기화나 객체 생성 시 실행돼야 하는 작업 정리

작성 규칙

메서드와 비슷하나 리턴 타입이 없고 이름은 클래스 이름과 동일

🔹 기본 생성자 (default constructor)

기본 생성자의 형태는 파라미터가 없고 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
주의! 파라미터가 있는 생성자를 만들면 기본 생성자는 추가되지 않는다.

🔹 this.

참조 변수로써 객체 자신을 가리킴
- 참조변수를 통해 객체의 멤버에 접근했던 것처럼 this를 이용해 자신의 멤버에 접근 가능
- this가 작성되어 있는 클래스를 가리킨다
용도
- 로컬 변수와 멤버 변수의 이름이 동일할 경우 멤버 변수임을 명시적으로 나타냄
- 명시적으로 멤버임을 나타낼 경우 사용
this는 객체에 대한 참조
- static 영역에서는 this 사용 불가
  - static은 객체 생성과 무관하게 메모리에 올라가 있기 때문

🔹 this()

메서드와 마찬가지로 생성자도 오버로딩 가능
- 객체 생성 시 필요한 멤버변수만 초기화 진행 → 생성자 별 코드의 중복 발생
- 한 생성자에서 다른 생성자를 호출할 때 사용
- this가 작성되어 있는 클래스의 생성자를 호출한다
반드시 첫 줄에서만 호출 가능

🔹 초기화 블록 (initializer)

생성자처럼 멤버 변수의 초기화를 목적으로 함
- {}를 이용해 내부에 실행 코드 작성
- 이름이 없으므로 별도로 호출할 수는 없으며 파라미터를 받을 수도 없음
초기화 블록의 종류
- 클래스 초기화 블록
  - 클래스 멤버 변수의 초기화에 사용
  - 클래스 로딩 시 1회 호출
- 인스턴스 초기화 블록
  - 인스턴스 멤버 변수의 초기화에 사용
  - 생성자 코드 실행보다 먼저 호출됨
  - 객체 생성 시마다 1회 호출

OOP is APIE

1️⃣ 객체 지향 프로그래밍

🔹 객체 지향 프로그래밍의 장점

🔹 현실 세계 객체, 클래스, 프로그램의 객체의 관계

🔹 프로그램의 클래스와 객체

🔹 객체 생성과 메모리

2️⃣ 변수

🔹 변수의 종류

🔹 클래스 멤버 변수의 특징

지역 변수 & 파라미터 변수

3️⃣ 메서드

🔹 메서드 정의

🔹 메서드 작성하는 이유

🔹 선언부

🔹 Variable arguments

🔹 구현부

🔹 메서드 호출

🔹 class 멤버와 instance 멤버 간의 참조와 호출

🔹 메서드 호출 스택

🔹 기본형 변수와 참조형 변수

🔹 메서드 오버로딩

메서드 오버로딩 방법

4️⃣ 생성자

작성 규칙

🔹 기본 생성자 (default constructor)

🔹 파라미터가 있는 생성자

🔹 this.

🔹 this()

🔹 초기화 블록 (initializer)

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