본문내용
1. 객체지향 개념의 이해
1.1. 객체와 클래스
객체(object)는 실세계에 존재하는 모든 사물과 개념을 추상화한 모델이다. 자동차, 건물, 사람, 숫자 등 실제 존재하는 물리적 대상뿐만 아니라 추상적인 개념까지 모두 객체로 볼 수 있다. 객체는 상태와 행동의 두 가지 특성을 가지고 있다. 상태는 객체가 가지고 있는 속성이나 특성을 의미하며, 행동은 객체가 수행할 수 있는 기능이나 동작을 의미한다.
클래스(class)는 유사한 객체들의 집합에 대한 설계도 또는 청사진이다. 클래스에는 객체가 가질 수 있는 속성과 행동이 정의되어 있다. 객체는 클래스에 정의된 설계도에 따라 생성된 구체적인 실체이다. 즉, 클래스는 객체를 만들어내기 위한 템플릿이자 객체의 자료형이라고 할 수 있다.
예를 들어, '자동차'라는 클래스에는 색깔, 모델, 가격 등의 속성과 시동 걸기, 가속하기, 제동하기 등의 행동이 정의되어 있다. 그리고 이 클래스를 통해 구체적인 자동차 객체들, 즉 현대자동차, 벤츠자동차, 아우디자동차 등이 생성될 수 있다.
이처럼 객체지향 프로그래밍에서 객체는 실제 세계의 사물이나 개념을 추상화한 것이며, 클래스는 이러한 객체들의 공통된 특성을 정의한 청사진이다. 객체는 클래스에 정의된 속성과 행동을 가지고 있으며, 클래스로부터 생성된다고 볼 수 있다.""
1.2. 캡슐화와 추상화
캡슐화와 추상화는 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념이다. 캡슐화는 객체의 내부 구조와 구현을 숨기고 외부에 오직 인터페이스만을 노출하는 것을 의미한다. 이를 통해 객체의 내부 구현이 변경되어도 외부 사용자에게는 큰 영향을 주지 않으며, 모듈성과 정보 은닉을 높일 수 있다. 캡슐화는 단순히 데이터와 함수를 하나의 단위로 묶는 것 뿐만 아니라, 객체의 내부 구현을 외부에 노출하지 않고 제한적인 인터페이스만을 제공함으로써 객체의 무결성을 보장한다.
추상화는 복잡한 실세계 개념을 단순화시켜 핵심 속성과 기능만을 추출하는 것을 의미한다. 추상화를 통해 프로그래머는 복잡한 도메인 문제를 보다 쉽게 이해하고 모델링할 수 있다. 예를 들어, 자동차 객체를 모델링할 때 엔진, 바퀴, 도어 등의 구체적인 속성과 기능을 추출하고 불필요한 세부사항은 제외할 수 있다. 이처럼 추상화는 객체의 핵심 기능과 속성을 부각시켜 복잡성을 줄이고 프로그래밍의 효율성을 높인다.
캡슐화와 추상화는 서로 밀접한 관계를 가진다. 추상화를 통해 객체의 핵심 기능과 속성을 도출하고, 캡슐화를 통해 이를 외부에 효과적으로 노출할 수 있다. 즉, 추상화는 객체의 내부 구현을 숨기고 외부 인터페이스를 정의하는 캡슐화의 기반이 된다. 이를 통해 개발자는 복잡한 실세계 개념을 단순화하고 모듈화된 객체를 구현할 수 있게 된다.
요약하면, 캡슐화는 객체의 내부 구현을 숨기고 인터페이스만을 공개하는 기법이며, 추상화는 복잡한 실세계 개념을 단순화하여 핵심 속성과 기능만을 추출하는 기법이다. 이 두 개념은 서로 밀접하게 연관되어 있으며, 객체지향 프로그래밍의 근간을 이루는 핵심 원리라 할 수 있다."
1.3. 상속과 다형성
상속(inheritance)은 하나의 클래스 객체가 정의되었을 때, 차후에 정의되는 부클래스에게 일반 클래스들의 정의 중 하나 이상의 정의를 물려줄 수 있다는 개념이다. 프로그래머 입장에서 상속이란, 어떤 객체가 하나 이상의 다른 객체로부터 특성을 물려받는 과정으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 우리가 점을 출력하는 문제를 해결하기 위해 Point 클래스를 만들었다고 가정하자. 여기에 추가적으로 원 또는 사각형을 출력하라는 문제를 해결하기 위해서는 Circle 클래스와 Rectangle 클래스를 만들어야 한다. 이때 Circle 클래스는 Point 클래스로부터 원의 반지름(radius) 특성이 확장된 것이고, Rectangle 클래스는 Point 클래스로부터 너비(width)와 높이(height) 특성이 확장된 것으로 볼 수 있다. 따라서 기존에 이미 정의되어 있는 Point 클래스를 상속(확장 또는 extends)하여 Circle 클래스와 Rectangle 클래스를 정의할 수 있다. 이와 같이 상속은 기존의 클래스에 대해 확장하여 새로운 클래스를 만드는 것이다.""
다형성(polymorphism)은 객체지향 프로그래밍에서 같은 이름의 메서드가 여러 개 존재할 수 있는 특성을 말한다. 즉, 하나의 메서드 이름으로 다양한 기능을 수행할 수 있다는 것이다. 예를 들어, 더하기(+) 연산자는 숫자 더하기, 문자열 결합, 벡터 합 등 다양한 기능을 수행할 수 있다. 이처럼 다형성을 통해 같은 메서드 이름으로 다양한 기능을 수행할 수 있게 된다.""
객체지향 프로그래밍에서 다형성은 상속 관계에 있는 클래스들 간에 나타난다. 상위 클래스에서 정의된 메서드를 하위 클래스에서 재정의(overriding)하여 다른 기능을 수행할 수 있다. 이때 상위 클래스의 참조 변수로 하위 클래스의 객체를 참조할 수 있는데, 이를 '동적 바인딩'이라고 한다. 동적 바인딩을 통해 상위 클래스의 메서드가 실제로는 하위 클래스의 메서드로 호출되는 것이다. 이처럼 다형성을 통해 상속 관계에 있는 클래스들 간의 코드 재사용성을 높일 수 있다.""
요약하면, 상속은 기존 클래스의 속성과 메서드를 물려받아 새로운 클래스를 정의하는 것이고, 다형성은 상속 관계에 있는 클래스들의 메서드 이름은 같지만 기능은 다르게 구현할 수 있는 것을 말한다. 상속과 다형성은 객체지향 프로그래밍의 핵심적인 특징으로, 코드의 재사용성과 유지보수성을 높이는 데 기여한다.""
1.4. 객체지향 프로그래밍의 특징
객체지향 프로그래밍의 특징은 다음과 같다.
첫째, 추상화(abstraction)이다. 추상화는 객체와 프로세서들의 공통적인 특질들을 추출하는 과정이다. 프로그래밍에서 추상화는 사용자의 주의를 적절한 상세 수준에 집중시키는 역할을 한다. 추상화를 통해 사용자는 객체의 구현과 인터페이스를 분리할 수 있다. 예를 들어 자바에서는 클래스를 통해 데이터와 프로세스를 함께 추상화할 수 있다. ""
둘째, 캡슐화(encapsulation)이다. 캡슐화는 객체가 데이터와 그 데이터에 대한 연산들을 하나로 묶는 것을 의미한다. 객체 지향 프로그래밍에서는 객체 내부의 자료와 처리 과정을 외부에 감춤으로써, 사용자는 객체의 내부 구현 방식을 알 필요없이 객체가 제공하는 인터페이스만을 통해 객체를 사용할 수 있다. 이를 통해 객체 간의 결합도를 낮추고 유지보수성을 높일 수 있다. ""
셋째, 상속성(inheritance)이다. 상속성은 하위 클래스가 상위 클래스의 속성과 메서드를 물려받는 것을 의미한다. 이를 통해 기존 코드를 재사용할 수 있어 개발 시간을 단축할 수 있다. 예를 들어 사원 클래스에서 정규직 사원 클래스와 계약직 사원 클래스가 상속되어 파생될 수 있다. ""
넷째, 다형성(polymorphism)이다. 다형성은 하나의 인터페이스에 여러 가지 구현 방법을 제공하는 것을 의미한다. 이를 통해 상황에 맞는 적절한 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어 도형 클래스의 draw() 메서드는 사각형, 원 등 다양한 도형 객체에서 서로 다른 방식으로 구현될 수 있다. ""
이와 같은 객체지향 프로그래밍의 특징들은 소프트웨어 개발 생산성 향상, 유지보수성 증대, 재사용성 증대 등 많은 장점을 가져다 준다. 이러한 특징들은 현대 소프트웨어 개발에 필수불가결한 요소가 되었다.
2. 객체지향 프로그래밍 기법
2.1. 클래스와 인스턴스
클래스(Class)는 객체지향 프로그래밍에서 객체들의 공통된 특성을 모아 놓은 설계도 혹은 청사진이다. 클래스에는 해당 객체가 가질 수 있는 정보를 나타내는 속성(attribute)과 객체가 수행할 수 있는 동작을 나타내는 메서드(method)가 정의되어 있다. 클래스에서 정의된 속성과 메서드는 해당 클래스로부터 생성된 객체(instance)가 공유하게 된다.
객체(Object)는 클래스로부터 생성된 실체로, 특정 데이터와 기능을 가진 독립적인 개체이다. 객체는 클래스의 속성과 메서드를 가지고 있으며, 각 객체는 클래스에 정의된 내용을 기반으로 그 고유한 상태와 행동을 가지게 된다. 객체는 실세계의 사물이나 개념을 소프트웨어 세계에 구현한 것이며, 클래스로부터 생성된 객체를 인스턴스(Instance)라고 한다.
클래스에 정의된 속성과 메서드는 멤버(Member)라고 부르며, 멤버는 접근 제어 지정자에 따라 public, private, protected로 구분된다. public 멤버는 클래스 내부와 외부에서 모두 접근이 가능하고, private 멤버는 클래스 내부에서만 접근이 가능하며, protected...
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