6. 클래스(Class)

1. 키워드

객체 지향 프로그래밍(OOP, Object-Oriented Programming)
객체(Object), 클래스(Class), 인스턴스(Instance)
멤버(Member), 필드(Field), 메서드(Method)
생성자(Constructor)

2. 클래스의 개념

1) 객체 지향 프로그래밍(OOP, Object-Oriented Programming)

객체 지향 프로그래밍에서는 모든 데이터를 객체(Object)로 취급하며, 이러한 객체가 바로 프로그램의 중심이 된다.
객체란 실생활에서 우리가 인식할 수 있는 사물로 설명할 수 있다.
이러한 객체의 상태(State)와 행동(Behavior)을 구체화하는 형태의 프로그래밍이 바로 객체 지향 프로그래밍이다.
이때 객체를 만들어 내기 위한 설계도와 같은 개념을 클래스(Class)라고 한다.

2) 클래스(Class)

자바에서 클래스란 객체를 정의하는 틀 또는 설계도와 같은 의미로 사용된다.
자바에서는 이러한 설계도인 클래스를 가지고, 여러 객체를 생성하여 사용하게 된다.
클래스는 객체의 상태를 나타내는 필드(Field)와 객체의 행동을 나타내는 메서드(Method)로 구성된다.
즉, 필드란 클래스에 포함된 변수(Variable)를 의미한다.
또한, 메서드(Method)란 어떠한 특정 작업을 수행하기 위한 명령문의 집합이라고 할 수 있다.

3) 인스턴스(Instance)

자바에서 클래스를 사용하기 위해서는 우선 해당 클래스 타입의 객체를 선언해야 한다.
이렇게 클래스로부터 객체를 선언하는 과정을 클래스의 인스턴스화라고 한다.
또한, 이렇게 선언된 해당 클래스 타입의 객체를 인스턴스(Instance)라고 한다.
즉, 인스턴스란 메모리에 할당된 객체를 의미한다.
자바에서는 하나의 클래스로부터 여러 개의 인스턴스를 생성할 수 있다.
이렇게 생성된 인스턴스는 독립된 메모리 공간에 저장된 자신만의 필드를 가질 수 있다.
하지만 해당 클래스의 모든 메서드는 해당 클레스에서 생성된 모든 인스턴스가 공유하게 된다.

4) 클래스의 예

클래스의 예로는 다음을 들 수 있다.

1] 클래스(Class)

차(Car): 설계도

2] 필드(Field)

car.modelName = "람보르기니"
car.modelYear = 2016
car.color = "주황색"
car.maxSpeed = 350

3] 메서드(Method)

car.accelerate()
car.brake()

4] 인스턴스(Instance)

내 차(myCar): 설계도에 의해 생산된 차량
친구 차(friendCar): 설계도에 의해 생산된 또 다른 차량

즉, 자동차 인스턴스는 모두 위와 같은 필드와 메서드를 가지게 될 것이다.
하지만 각 인스턴스마다 가지고 있는 프로퍼티(Property)의 값은 전부 다를 것이다.

5) 메서드(Method)

자바에서 클래스는 멤버(Member)로 속성을 표현하는 필드와 기능을 표현하는 메서드를 가진다.
그중에서 메서드란 어떠한 특정 작업을 수행하기 위한 명령문의 집합이라고 할 수 있다.

자바에서 메서드를 정의하는 방법은 다음과 같다.

접근제어자 반환타입 메서드이름(매개변수목록) { // 선언부
 구현부
}

각 부분의 역할은 다음과 같다.

1] 접근 제어자

해당 메서드에 접근할 수 있는 범위를 명시한다.

2] 반환 타입

메서드가 모든 작업을 마치고 반환하는 데이터의 타입을 명시한다.

3] 메서드 이름

메서드를 호출하기 위한 이름을 명시한다.

4] 매개변수 목록

메서드 호출 시에 전달되는 인수의 값을 저장할 변수들을 명시한다.

5] 구현부

메서드의 고유 기능을 수행하는 명령문의 집합이다.

자바에서는 하나의 클래스에 같은 이름의 메서드를 둘 이상 정의할 수 없다.
하지만 메서드 오버로딩(Method Overloading)을 이용하면, 같은 이름의 메서드를 중복하여 정의할 수 있다.
메서드 오버로딩이란 매개변수의 개수나 타입을 다르게 하여 같은 이름의 또 다른 메서드를 작성하는 것이다.
이러한 메서드 오버로딩을 사용함으로써 메서드에 사용되는 이름을 절약할 수 있다.
또한, 메서드를 호출할 때 전달해야 할 매개변수의 타입이나 개수에 대해 크게 신경을 쓰지 않고 호출할 수 있게 된다.

3. 클래스의 구성

자바에서 클래스는 멤버로 속성을 표현하는 필드와 기능을 표현하는 메서드를 가진다.
또한, 클래스는 생성된 객체의 필드를 초기화해주는 특별한 메서드인 생성자(Constructor)를 가진다.

class Car {

  private String modelName;
  private int modelYear;

  Car(String modelName, int modelYear) {
    this.modelName = modelName;
    this.modelYear = modelYear;
  }

  public String getModel() {
    return this.modelYear + "년식 " + this.modelName + " " + this.color;
  }
}

1) 필드(Field)

클래스의 필드란 클래스에 포함된 변수(Variable)를 의미한다.
클래스 내에서 필드는 선언된 위치에 따라 다음과 같이 구분된다.

1] 클래스 변수(Static Variable)

2] 인스턴스 변수(Instance Variable)

3] 지역 변수(Local Variable)

2) 메서드(Method)

클래스에서 메서드란 어떠한 특정 작업을 수행하기 위한 명령문의 집합이라고 할 수 있다.
즉, 메서드를 사용하면 중복되는 코드의 반복적인 프로그래밍을 피할 수 있게 된다.
또한, 모듈화로 인해 전체적인 코드의 가독성이 좋아진다.
그리고 프로그램에 문제가 발생하거나 기능의 변경이 필요할 때도 손쉽게 유지보수를 할 수 있게 된다.

3) 생성자(Constructor)

클래스를 가지고 객체를 생성하면, 해당 객체는 메모리에 즉시 생성된다.
하지만 이렇게 생성된 객체는 모든 인스턴스 변수가 아직 초기화되지 않은 상태이다.
따라서 자바에서는 객체의 생성과 동시에 인스턴스 변수를 원하는 값으로 초기화할 수 있는 생성자라는 메서드를 제공한다.
자바에서 생성자의 이름은 해당 클래스의 이름과 같아야 한다.
즉, Car 클래스의 생성자는 Car()가 된다.

4. 클래스의 선언

클래스란 OOP의 추상화(Abstraction)라는 개념을 직접 구현한 것이라고 할 수 있다.
자바에서는 개발자의 편의를 위해 유용하게 사용할 수 있는 많은 수의 클래스를 미리 정의하여 제공하고 있다.
또한, 개발자가 원하는 동작을 하는 새로운 클래스를 손쉽게 작성할 수도 있다.
자바에서 클래스를 선언하는 방법은 접근 제어자와 함께 class 키워드를 사용하면 된다.

자바에서 클래스는 다음과 같이 선언한다.

접근제어자 class 클래스이름 {

 접근제어자 필드1의타입 필드1의이름;
 접근제어자 필드2의타입 필드2의이름;

 ...

 접근제어자 메서드1의 원형
 접근제어자 메서드2의 원형

 ...

};

다음은 Car라는 이름의 클래스를 선언하는 그림이다.

접근 제어자는 OOP의 특징 중 하나인 정보 은닉(Data Hiding)을 위한 키워드이다.
public 멤버는 모든 객체에서 접근할 수 있지만, private 멤버는 해당 객체 내의 멤버 변수나 메서드만이 접근할 수 있다.

1) 인스턴스의 생성

위와 같이 선언된 클래스의 정의를 가지고 다음과 같은 순서대로 Car 객체의 인스턴스를 생성할 수 있다.

우선 다음과 같이 객체를 참조하기 위한 참조 변수를 먼저 선언한다.

클래스이름 객체참조변수이름;

Car myCar;

그 후에 new 키워드를 사용하여 인스턴스를 생성하고, 해당 인스턴스의 주소를 미리 선언한 참조 변수에 저장하여 사용한다.

객체참조변수이름 = new 클래스이름();

myCar = new Car();

또한, 다음과 같이 참조 변수의 선언과 인스턴스의 생성을 동시에 할 수도 있다.

클래스이름 객체참조변수이름 = new 클래스이름();

Car myCar = new Car();

References

http://tcpschool.com/java/intro