[Java] 객체지향 프로그래밍의 특징(캡슐화, 상속, 다형성)

한빛미디어

2024-04-30

by 신용권, 임경균

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현실 세계에서 어떤 제품을 만들 때는 부품을 먼저 만들고, 이 부품들을 하나씩 조립해서 완성품을 만듭니다. 소프트웨어를 개발할 때에도 부품에 해당하는 객체들을 먼저 만들고, 이 객체들을 하나씩 조립해서 완성된 프로그램을 만드는 기법을 객체지향 프로그래밍 Object Oriented Programming, OOP이라고 합니다.   <h2>✅객체란?</h2> 객체 object란 물리적으로 존재하거나 개념적인 것 중에서 다른 것과 식별 가능한 것을 말합니다. 예를 들어 물리적으로 존재하는 자동차, 자전거, 책, 사람은 물론, 개념적인 학과나 강의, 주문 등도 모두 객체가 될 수 있습니다.  객체는 속성과 동작으로 구성됩니다. 사람은 이름, 나이 등의 속성과 웃다, 걷다 등의 동작이 있고, 자동차는 색상, 모델명 등의 속성과 달린다, 멈춘다 등의 동작이 있습니다. 자바는 이러한 속성과 동작을 각각 필드 field와 메소드 method라고 부릅니다. <img class="image_resized" style="aspect-ratio:900/504;width:70.66%;" src="https://www.hanbit.co.kr/data/editor/20240430144110_ckeditor.png" alt="현실 세계와 자바" width="900" height="504"> 현실 세계의 객체를 소프트웨어 객체로 설계하는 것을 객체 모델링 object modeling이라고 합니다. 객체 모델링은 현실 세계 객체의 대표 속성과 동작을 추려 내어 소프트웨어 객체의 필드와 메소드로 정의하는 과정이라고 볼 수 있습니다.    <h2>✅객체의 상호작용</h2> 현실 세계에서 일어나는 모든 현상은 객체와 객체 간의 상호작용으로 이루어져 있습니다. 예를 들어 사람은 전자계산기의 기능을 이용하고, 전자계산기는 계산 결과를 사람에게 리턴하는 상호작용을 하죠.   <img class="image_resized" style="aspect-ratio:900/386;width:69.93%;" src="https://www.hanbit.co.kr/data/editor/20240430144427_ckeditor.png" alt="객체의 상호 작용" width="900" height="386"> 객체지향 프로그램에서도 객체들은 다른 객체와 서로 상호작용하면서 동작합니다. 객체들 사이의 상호작용 수단은 메소드입니다. 객체가 다른 객체의 기능을 이용할 때 이 메소드를 호출합니다. <img class="image_resized" style="aspect-ratio:900/341;width:65.24%;" src="https://www.hanbit.co.kr/data/editor/20240430144526_ckeditor.png" alt="메소드 호출 결과 리턴" width="900" height="341"> 메소드 호출은 다음과 같은 형태를 가지고 있습니다. <pre><code class="language-plaintext">메소드(매개값1, 매개값2, …);</code></pre>  메소드 호출을 통해 객체들은 데이터를 서로 주고받습니다. 메소드 이름과 함께 전달하고자 하는 데이터를 괄호() 안에 기술하는데, 이러한 데이터를 매개값이라고 합니다. 매개값은 메소드가 실행할 때 필요한 값입니다. 리턴값은 메소드의 실행의 결과이며, 호출한 곳으로 돌려주는 값입니다.          <img class="image_resized" style="aspect-ratio:900/337;width:68.39%;" src="https://www.hanbit.co.kr/data/editor/20240430144656_ckeditor.png" alt="매개값" width="900" height="337"> 메소드의 리턴값은 다음과 같이 호출한 곳에서 변수로 대입받아 사용합니다. <pre><code class="language-plaintext"> int result = add(10, 20);</code></pre>     <h2>✅객체 간의 관계</h2> 객체는 단독으로 존재할 수 있지만 대부분 다른 객체와 관계를 맺고 있습니다. 관계의 종류에는 집합 관계, 사용 관계, 상속 관계가 있습니다.  <h4>☑️집합 관계</h4>완성품과 부품의 관계를 말합니다. 예를 들어 자동차는 엔진, 타이어, 핸들 등으로 구성되므로 자동차와 부품들은 집합 관계라고 볼 수 있습니다.   <img class="image_resized" style="aspect-ratio:753/585;width:70.68%;" src="https://www.hanbit.co.kr/data/editor/20240430145519_ckeditor.png" alt="객체 간의 집합 관계" width="753" height="585">  <h4>☑️사용 관계</h4>다른 객체의 필드를 읽고 변경하거나 메소드를 호출하는 관계를 말합니다. 예를 들어 사람이 자동차에게 달린다, 멈춘다 등의 메소드를 호출하면 사람과 자동차는 사용 관계라고 볼 수 있습니다.  <h4>☑️상속 관계</h4>부모와 자식 관계를 말합니다. 자동차가 기계의 특징(필드, 메소드)을 물려받는다면 기계(부모)와 자동차(자식)는 상속 관계에 있다고 볼 수 있습니다.    <h2>✅객체지향 프로그래밍의 특징</h2> 객체지향 프로그램의 특징은 캡슐화, 상속, 다형성입니다. 이 특징들은 자바를 공부하면서 자연스럽게 알게 되는데, 간단하게 개념을 살펴보겠습니다.  <h4>☑️캡슐화</h4>캡슐화 Encapsulation란 객체의 데이터(필드), 동작(메소드)을 하나로 묶고 실제 구현 내용을 외부에 감추는 것을 말합니다. 외부 객체는 객체 내부의 구조를 알지 못하며 객체가 노출해서 제공하는 필드와 메소드만 이용할 수 있습니다.  <img class="image_resized" style="aspect-ratio:878/372;width:70.09%;" src="https://www.hanbit.co.kr/data/editor/20240430150036_ckeditor.png" alt="객체지향 프로그래밍의 특징 캡슐화" width="878" height="372">  필드와 메소드를 캡슐화하여 보호하는 이유는 외부의 잘못된 사용으로 인해 객체가 손상되지 않도록 하는 데 있습니다. 자바 언어는 캡슐화된 멤버를 노출시킬 것인지 숨길 것인지를 결정하기 위해 접근 제한자 Access Modifier를 사용합니다.   <h4>☑️상속</h4>객체지향 프로그래밍에서는 부모 역할의 상위 객체와 자식 역할의 하위 객체가 있습니다. 부모 객체는 자기가 가지고 있는 필드와 메소드를 자식 객체에게 물려주어 자식 객체가 사용할 수 있도록 합니다. 이것이 상속 Inheritance이다. 상속을 하는 이유는 다음과 같습니다. • 코드의 재사용성을 높여 준다.잘 개발된 부모 객체의 필드와 메소드를 자식이 그대로 사용할 수 있어 자식 객체에서 중복 코딩을 하지 않아도 됩니다. • 유지 보수 시간을 최소화시켜 준다. 부모 객체의 필드와 메소드를 수정하면 모든 자식 객체들은 수정된 필드와 메소드를 사용할 수 있습니다. <img class="image_resized" style="aspect-ratio:900/345;width:80.65%;" src="https://www.hanbit.co.kr/data/editor/20240430150642_ckeditor.png" alt="자바 상속" width="900" height="345">   <h4>☑️다형성</h4>다형성 多形性, Polymorphism이란 사용 방법은 동일하지만 실행 결과가 다양하게 나오는 성질을 말합니다. 자동차의 부품을 교환하면 성능이 다르게 나오듯이 프로그램을 구성하는 객체(부품)를 바꾸면 프로그램의 실행 성능이 다르게 나올 수 있습니다. <img class="image_resized" style="aspect-ratio:900/533;width:76.97%;" src="https://www.hanbit.co.kr/data/editor/20240430150817_ckeditor.png" alt="객체지향 프로그래밍의 특징_다형성" width="900" height="533"> 다형성을 구현하기 위해서는 자동 타입 변환과 재정의 기술이 필요하며, 이 기술들은 상속과 인터페이스 구현을 통해 얻어집니다.  <hr> 위 콘텐츠는 『<a href="https://www.hanbit.co.kr/store/books/look.php?p_code=B1795688037&utm_source=hanbit&utm_medium=channel.h&utm_campaign=B1795688037_CMS2574231088_24.04.30">이것이 자바다(3판)</a>』의 내용을 재구성하여 작성하였습니다.<figure class="image image_resized" style="width:35.97%;"><a href="https://www.hanbit.co.kr/store/books/look.php?p_code=B1795688037&utm_source=hanbit&utm_medium=channel.h&utm_campaign=B1795688037_CMS2574231088_24.04.30"><img style="aspect-ratio:766/900;" src="https://www.hanbit.co.kr/data/editor/20240430154156_ckeditor.jpg" width="766" height="900"></a></figure>

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