6. Object, Class, field, constructor, method, this, static, final, package, access modifier, getter/setter, annotation

목차

6.1 객체 지향 프로그래밍
6.2 객체와 클래스
6.3 클래스 선언
6.4 객체 생성과 클래스 변수
6.5 클래스의 구성 멤버
6.6 필드
6.7 생성자(1)
6.7 생성자(2)
6.8 메소드(1)
6.8 메소드(2)
6.8 메소드(3)
6.9 인스턴스 멤버와 this
6.10 정적 멤버와 static(1)
6.10 정적 멤버와 static(2)
6.11 final 필드와 상수
6.12 패키지(1)
→ 패키지 폴더 내 만들어진 class 파일 확인하기
→ -d 옵션으로 패키지 선언된 java파일 컴파일 후 class 파일 실행하기
6.12 패키지(2)
6.13 접근 제한자
6.14 Getter와 Setter 메소드
6.15 어노테이션(1)
6.15 어노테이션(2)
참고자료

6.1 객체 지향 프로그래밍

• 자바로 객체 지향 프로그래밍을 작성하기 위해서는 클래스부터 선언해야 함

• 객체지향 프로그래밍: 자동차를 만들 때, 타이어 객체, 엔진 객체, 문 객체, 핸들 객체를 합쳐 만드는 것처럼, 각 부품 객체들을 조립해 완성된 프로그램을 만드는 것
• 객체: 속성과 동작을 가지는 모든 것
• 자바 객체: 필드(속성), 메서드(동작)으로 구성됨
• 객체 모델링: 현실 세계를 소프트웨어 객체로 변환하는 것

• 집합 관계: “어떤 부품들이 모여 완성품이 만들어진다”
  • 엔진 객체, 타이어 객체, 핸들 객체 → 자동차 객체
• 사용 관계: “어떤 객체가 어떤 객체의 메서드를 호출해서 사용한다”
  • 사람이 → 자동차를 사용
• 상속 관계: “어떤 객체가 어떤 객체의 내용을 물려받아서 사용한다”
  • 자동차 객체는 → 기계 객체의 데이터(속성, 동작)을 사용할 수 있음

• 실제 필드와 메서드를 외부로부터 보이지 않게 구조를 숨김
• 몇 가지 필드와 메서드만 외부에 제공

• 객체의 부품화: 그때그때 객체를 바꿔 끼워 사용할 수 있음
• 다형성: 설계할 때 타입은 ‘타이어’로 모두 동일하지만, 실제 구현 객체는 ‘타이어의 하위 객체’인 한국 타이어, 금호 타이어로, 실행 결과가 다양하게 나올 수 있음

6.2 객체와 클래스

6.3 클래스 선언

• 2개 이상의 Class가 선언된 소스 파일을 컴파일 하면, 선언된 Class 개수만큼 바이트 코드 파일 생성됨
• 하나의 소스 파일은 Class들을 담고 있는 그릇 역할만 하고, 컴파일 되어 나오는 바이트 코드 파일의 수는 Class의 수가 결정함

6.4 객체 생성과 클래스 변수

• new 연산자로 생성된 클래스 객체는 힙 영역에 위치
• new 연산자는 힙 영역에 생성된 객체의 번지를 리턴하고, 이 번지가 스택 영역에 선언된 클래스 변수에 저장됨

• 클래스 용도
  • 1) 라이브러리
    • 클래스를 작성할 때, main() 메서드를 넣지 않고 필드, 생성자, 메서드 내용으로만 클래스를 작성하게 되면 그 클래스는 실행할 수 없는 클래스가 됨
    • 라이브러리용 클래스는 반드시 객체를 생성한 후 사용해야 함(정적 필드, 정적 메서드 제외)
    • 예) Student 객체
  • 2) 실행용: main()

6.5 클래스의 구성 멤버

• 생성자
  • 객체 생성. 초기화 담당. 실행 블록({})을 가짐.
  • new 생성자(); 로 생성자를 호출하므로, 이때 생성자의 {}이 실행되고, 블록이 끝나는 시점에서 객체가 완성됨.
  • 리턴 타입이 없음
• 메서드: void 외 리턴 타입을 반드시 지정해야 함

6.6 필드

6.7 생성자(1)

6.7 생성자(2)

생성자 코드 중복의 예시

• 중복 코드를 피하는 방법: this() 사용
• this(): 객체의 다른 생성자를 지칭, 즉 자신의 다른 생성자를 지칭

Car(String model, String color, int maxSpeed) {
  this.model = model;
  this.color = color;
  this.maxSpeed = maxSpeed;
}
// (1) 공통 실행 코드를 작성해 놓고, this()로 이 코드를 호출함

Car(String model) { // (2)
  this(model, null, 0); // 생성자를 호출만 함(매개변수 외의 값은 기본값)
// 즉, (2)는내부적으로 (1)에 선언한 생성자를 실행하는 것
}

• this()는 생성자의 가장 첫 줄에 작성되어야 함

// 올바른 예
Car(String model) {
  this(model, null, 0);
  System.out.println();
}

// 올바르지 않은 예
Car(String model) {
  System.out.println();
  this(model, null, 0);
}

6.8 메소드(1)

6.8 메소드(2)

6.8 메소드(3)

• method1()을 double타입으로 받으면 double로 자동 타입 전환됨

6.9 인스턴스 멤버와 this

• int gas, setSpeed() 코드가 Car 객체 안에 들어갈까? ⇒ No
  • Car 객체 안에 gas 필드를 저장하는 공간이 생기고, setSpeed()를 호출할 수 있다는 뜻이지, 메서드 코드가 객체 안에 들어가지는 않음
  • 메서드 코드는 메서드 영역에 위치함(메서드 호출은 객체를 통해 함)

• this는 heap 객체 내부에 생성됨
• this는 객체 내부에서 자신의 위치 정보 값을 저장하고 있음
• this.field: 객체가 가지고 있는 필드

6.10 정적 멤버와 static(1)

• 인스턴스 멤버: 객체에 소속
• 정적 멤버
  • 클래스에 소속
  • 객체 내부에 존재하지 않음, 메소드 영역(클래스의 바이트 코드가 있는)에 존재함
  • 객체 안에 존재하지 않기에, 객체를 만들지 않아도 됨
  • 클래스만 가지고도 정적 멤버 사용 가능
• static이 있으면 정적 멤버, 없으면 인스턴스 멤버
• static이 붙게 되면, 이 클래스를 JVM에 속해있는 클래스 로더가 컴파일된 바이트 코드를 읽어 메소드 영역에 적재시킴
• 이때, 바이트 코드의 내용을 분석해서 정적 필드, 정적 메소드를 메소드 영역에 위치시킴
• 정적 필드와 정적 메서드는 객체를 만들 때 그 안에 들어가는 것이 아니라, 메서드 영역에 위치하며, 정적 필드에 데이터가 저장되기도 하며, 정적 메서드가 실행되기도 함
• 즉, 정적 필드와 정적 메서드는 객체 안에 저장되지 않고, 메서드 영역 한 곳에만 고정되어 있음

• 인스턴스 멤버를 new 연산자로 접근하는 것과는 달리, 정적 멤버는 클래스 이름과 도트 연산자로 접근
• 예를 들어, Calculator의 static double pi, static int plus, static int minus는 정적 멤버이므로 만들어진 객체마다 가지는 것이 아니라, 클래스 바이트 코드와 함께 메서드 영역의 고정된 위치에 저장됨
• static 키워드는 공통적인 의미를 가지고 있고, 객체마다 공유해서 쓸 수 있음

• 메서드 영역에 있는 정적 멤버들을 힙 영역의 객체들을 통해 사용할 수 있음
• 원래는 클래스 이름을 통해서 접근해야 하지만, 객체들을 통해서도 접근할 수도 있다는 말
• 하지만, 어디서나 가능하다는 얘기지 클래스가 아닌 객체를 통해 정적 멤버에 접근하는 것은 바람직하지 않음
• [바른 사용]: 메서드 영역의 Calculator클래스 에서 바로 pi, plus, minus 사용하기

• static int x = 10; static String company = “삼성”; 과 같이 단순하지 않은 복잡한 초기화 식은 정적 초기화 블록 안에서 실행

class Test {
  int x = 10;
  int y;
  Test() {
    y = 20; // 생성자 내에서 복잡한 필드값을 줄 때
  }
  // static 필드는 생성자 내에서 초기화 할 수 없음
  // 생성자는 객체를 생성할 때 실행하므로 객체와 관련있음 
  // static은 객체 안에 들어가는 게 아니기 때문에 생성자 안에서 초기화하지 못함
}

• static은 객체 안에 들어가는 게 아니기 때문에 생성자 안에서 초기화하지 못함 ⇒ 생성자는 객체를 생성할 때 실행되는 것이므로

class Test {
  static int x;
  static {
    x = 10; // 이런 식으로 static 필드 초기화 가능(for문 등도 가능)
  }
  // 정적 필드 초기화, 정적 메서드 호출 가능
  // 인스턴스 필드, 인스턴스 메서드 호출 불가능
}

• static 블록은 클래스가 메모리로 로딩될 때, 즉 메서드 영역으로 들어올 때 자동으로 실행됨
  • 정적 필드 초기화, 정적 메서드 호출 가능
  • 인스턴스 필드, 인스턴스 메서드 호출 불가능

• 여러 개의 static 블록 선언 가능(순차적으로 실행)

6.10 정적 멤버와 static(2)

• static 블록에서는 인스턴스 멤버를 사용할 수 없음
• 그래서, 위 예시처럼 field1, method1()을 static에 넣을 수 없음
• 마찬가지로, 객체 자신을 참조하는 this도 사용할 수 없음

• 객체를 생성한 후에는 사용할 수 있음 ⇒ obj가 참조하는 객체
• 즉, static void Method() 처럼 객체를 만들고 인스턴스 필드를 사용하는 것은 가능

• main() 메서드도 정적 메서드
• 객체가 있어야 그 안의 인스턴스 멤버를 사용할 수 있으므로, 위의 예시처럼 main() 메서드에 Car 객체를 생성해서 사용함

• 단 하나의 객체를 만들어야 하는 경우, new로 객체를 만들지 못하도록 함
  1. private 접근 제한자를 생성자 앞에 붙임
  2. private 접근 제한자를 필드값 앞에 붙임
  3. 정적 메서드 getInstance() 선언
     1. getInstance()는 자기 자신의 객체 리턴
     2. 자기 자신의 필드에 대입된 객체, 즉 필드가 참조하는 객체를 리턴
     3. getInstance() 메서드가 몇 번을 실행되던 자기 자신의 필드에 대입된 단 하나의 new 객체만 리턴함
• 즉, 외부에서는 싱글톤 객체를 new 연산자를 통해 호출할 수 없음
• 반드시 getInstance()를 통해서만 호출 가능
• getInstance() 메서드는 자기 자신 필드가 참조하는 항상 하나의 객체만 리턴함

💡 내용정리!
메서드 영역의 Singleton 필드가 → 힙 영역에 만들어진 객체 new Singleton()을 참조하고,
스택 영역에 만들어진 Singleton obj1 변수가 → 힙 영역의 유일한 객체 new Singleton()을 참조하는 듯
그런데 Singleton 필드는 private이라 외부에서 불러올 수 없으니,
static getInstance() 메서드를 만들어서 외부에서 이것만 호출할 수 있도록 하는 듯

• 싱글톤 객체의 getInstance() 메서드는 static이기 때문에 클래스로 접근 가능
• private 때문에 외부에서 접근할 수 없기 때문에, Singleton obj1 = new Singleton(); 과 같은 코드는 오류가 남
• 애플리케이션 전체에서 싱글톤 객체는 딱 하나만 만들어짐
• 싱글톤에 대한 더 자세한 설명

6.11 final 필드와 상수

• final String ssn; 와 같이 변수 선언 후 나중에 값을 줄 경우, 생성자로만 딱 한번의 초기값을 지정할 수 있음
• 생성자로 this.ssn = ssn; 으로 값을 한번 대입시킨 후에는 값을 변경할 수 없음

• final 필드: 객체마다 가지는 불변 필드
• 상수
  • 객체마다 가지고 있는 게 아니고, 메서드 영역의 상수 area에 저장됨
  • 보통 대문자로 변수 선언
  • 선언과 동시에 초기값을 주거나, static final 타입 상수;와 같이 변수만 선언 후 static 블록에 딱 한 번 초기값 설정 가능

6.12 패키지(1)

• 클래스 관리를 위해 만들어진 체계

• 패키지가 없는 자바 소스 파일을 컴파일 할 경우

    $ javac xxx.java
  

  • .class 파일만 생성, 패키지에 해당하는 폴더는 자동으로 만들어지지 않음
  • 이 경우, 패키지를 적용하려면 패키지 폴더를 직접 만들어 바이트 코드 파일 저장 후 사용

• 패키지가 있는 자바 소스 파일을 컴파일 할 경우

    $ javac -d [패키지 생성 위치] xxx.java
  

  • 패키지 폴더 자동 생성됨

• 패키지 선언이 포함된 Application 클래스 실행

    $ java Application(.class) // 오류 - 패키지 경로가 포함되어 있지 않음
    $ java sec12.exam01_package_compile.Application // 패키지 경로 포함해야 함
  

패키지 폴더 내 만들어진 class 파일 확인하기

• show view - Navigator 추가 후 class 파일이 만들어지는 bin 폴더 확인

• 패키지 선언이 되어 있으나, 다른 폴더에 임의로 class 파일을 넣고 java classfile 명령어로 실행하면 오류 발생함

  

  sec12.exam01_package_compile 패키지가 아닌 Temp 폴더에서 실행해서 오류 발생

• 하지만, sec12/exam01_package_compile 폴더로 가서 class 파일을 실행해도 오류 발생함

  

  ⇒ class 파일 내 패키지 선언이 되어있기 때문에, 상위 패키지인 sec12의 상위 폴더인 Temp 폴더에서 java 명령어 + 패키지 포함 명령어로 실행해 줘야 함

  

  • 전체 클래스 = 패키지 포함
  • java + 전체클래스 명령어로 실행해 줘야 정상적으로 실행됨
  • 패키지 이름도 클래스 이름에 포함되기 때문

-d 옵션으로 패키지 선언된 java파일 컴파일 후 class 파일 실행하기

1. 컴파일하기

    $ javac -d . Application.java
    // -d : 현재 위치에 패키지를 생성해라
   

   

   

   Temp 폴더 내에서 컴파일 했으므로 여기 sec12.exam01 패키지가 생성되고, 그 안에 class 파일이 생성됨

2. 실행하기

    $ java sec12.exam01_package_compile.Application
   

   

6.12 패키지(2)

• 어떤 패키지에 있는 클래스를 사용할 건지 클래스 상단에 import로 명시해 줘야 함
• 같은 패키지 내 클래스는 클래스 이름 만으로 사용 가능
• 다른 패키지 내 클래스를 사용하려면 컴파일러에게 import로 클래스 위치 알려줌
• 다른 패키지 내 클래스 사용 방법

  1. 패키지 명을 포함한 전체 클래스 이름 사용

      public class Car {
        com.hankook.Tire tire = new com.hankook.Tire();
      }
     

  2. 어떤 패키지를 사용할 건지 import로 미리 선언

      import com.hankook.Tire; // com.hankook 패키지 내 Tire 클래스만 사용
      import com.hankook.*; // com.hankook 패키지 내 모든 요소 사용
     

• 패키지 내 클래스 하나하나가 아닌, *로 모든 클래스를 한꺼번에 적용하려면 이클립스 설정을 바꾸면 됨

• 다른 패키지에 이름이 동일한 클래스가 2개 이상 있는 경우 ⇒ 패키지 포함 클래스명 사용

  

  이름이 동일한 2개 이상의 클래스 Tier

  

  패키지 포함 클래스명 사용, Tier 클래스 포함된 import는 삭제

6.13 접근 제한자

• 클래스 구성 멤버: 필드, 생성자, 메서드
• protected: 상속과 관련
• default: 접근 제한자를 붙이지 않은 모든 요소에 적용

• default 클래스 A, B는 외부 패키지의 C에 선언될 수 없음
• public 클래스 A, B는 외부 패키지의 C에 선언될 수 있음

• 접근제한자에 따라 new 생성자(); 의 생성 가능 유무가 달라짐
• public: 어디서든 new 생성자(); 로 생성 가능
• default: 같은 패키지 내에서만 new 생성자(); 로 생성 가능
• private: 생성자 내부 클래스 제외 외부 클래스에서 new 생성자(); 생성 불가능

• a1는 public이라 외부 클래스 C에서 생성 가능, a2는 private라 생성 불가능

• 같은 클래스 A 내부에서는 field1, 2, 3, method1(), 2(), 3() 모두 사용 가능

• 같은 패키지 내 클래스 A, B: 외부 블래스 B에서 default인 a.field3 사용 가능, private인 a.method3() 사용 불가

• 다른 패키지 내 클래스 A, C: 외부 클래스 C에서 default인 a.field3 사용 불가, private인 method2(), 3() 사용 불가

• 다른 패키지 내 클래스 A, C: 외부 클래스 C에서 default인 a.field3 사용 불가, private인 method2(), 3() 사용 불가

6.14 Getter와 Setter 메소드

• Getter: private 필드를 읽기 전용으로 접근하기 위함

  ⇒ private 필드는 외부에서 변경하거나, 읽지 못하게 하는데, getter로 읽기 전용으로 외부에 보내줄 수 있음

  ⇒ 데이터 연산을 하거나, 중요한 값을 일부 숨기고, 필드 값을 가공해서 return 하기도 함

• Setter: 외부에서 대입 되는 값을 검사할 수 있음

  ⇒ 외부에서 필드 값을 간접적으로 값을 저장할 수 있게 해 줌, 유효성 검사를 해서 엉뚱한 값으로 변경할 수 없도록 함

• 자동으로 getter, setter 만들기: source - generate getters and setters

6.15 어노테이션(1)

• 작성된 코드가 잘못되었는지 체크할 수 있도록 컴파일러에게 정보 제공
• 컴파일러에게 무언가를 지시
• 빌드, 배치 시 코드를 자동으로 생성하도록 함(jar, war 등 특정 확장명으로 압축하도록 개발 툴에게 지시할 수 있음)
• 실행 시 특정 기능을 실행하도록 지시
• java5 부터 사용 가능

• 어노테이션의 엘리먼트 멤버: 어노테이션의 내용

  즉, 외부의 값(개발자가 입력한 값)을 입력받을 수 있도록 하는 역할

• 예1) 해당 클래스가 컨트롤러 역할을 하도록 @Controller 적용, 이때, 참조 이름으로 main이라는 이름을 줌 ⇒ 이 클래스는 main이라는 이름을 가짐

• 예2) @Annotation(”값”)과 같이 인자가 단일 값일 경우, 엘리먼트 멤버 내 기본 엘리먼트인 String value();에 대입이 됨
• 예3) 두 개 이상의 인자가 있을 경우, @Annotation(value=”값”, element=”값2”)로 작성

• 어노테이션을 적용할 때, 어노테이션 적용 대상을 명시해야 함

  ⇒ “코드 상에서 어떤 선언에 어노테이션을 적용할 수 있는가?”

• @Target({})으로 선언, 인자로는 배열이 들어감

• 예시)

    @Target({ElementType.TYPE, ElementType.FIELD, ElementType.METHOD})
    public @interface AnnotationName {
    }
  

  ⇒ 위 어노테이션은 아래 클래스에 이렇게 사용될 수 있음

    @AnnotationName
    public class ClassName {
      @AnnotationName
      private String fieldName;
    
      // @AnnotationName (x) // @Target의 인자에 ElementType.CONSTRUCTOR가 없으므로 생성자에는 어노테이션 적용 불가
      public ClassName() {}
    
      @AnnotationName
      public void methodName() {}
    }
  

  ⇒ @Target의 인자인 타입, 필드, 메서드에만 어노테이션 적용 가능

• 어노테이션 적용 코드: @AnnotationName()
• @Retention(): 어노테이션을 적용한 코드가 언제까지 유지될 것인지 지정
  • @Retention(RetentionPolicy.SOURCE):
    • 개발자가 소스를 읽을 때만 어노테이션 사용
    • 컴파일러가 컴파일을 거쳐 바이트 코드(.class)를 만든 후에는 어노테이션 내용을 바이트 코드에서 뺌
    • 사람이 소스에서 정보를 얻을 목적으로 사용하는 정책
  • @Retention(RetentionPolicy.CLASS):
    • 바이트 코드 까지는 어노테이션이 남아 있음
    • 클래스를 실행시킬 때, 어노테이션의 값(어노테이션의 엘리먼트 값)을 얻을 수 없음
    • 클래스 상에만 존재, 실제 실행할 때는 그 정보를 읽지 못하는 정책
  • @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME):
    • 바이트 코드까지 어노테이션 유지
    • 바이트 코드 파일 메모리 로딩 후 실제 프로그램이 실행할 때, 어노테이션 정보를 읽고 이용할 수 있는 정책
    • *대부분 이 정책을 사용
• 리플렉션: 프로그램 실행 중에 클래스의 메타정보(클래스 이름, 필드, 필드 개수, 종류, 타입, 생성자의 개수, 생성자의 매개변수 등)를 동적으로 얻어내는 기능
• 런타임: 실행 시
• @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)의 RetentionPolicy.RUNTIME은 기본 인자(value)

💡 내용정리!
@Annotation에 붙여주는 Annotaion

• @Target: 이 어노테이션을 코드 어디에 적용할 것인가?
• @Retention : 이 어노테이션을 어디까지 사용할 것인가?

6.15 어노테이션(2)

• 클래스에 적용된 어노테이션 정보를 어떻게 얻는가? ⇒ 메서드 이용

    @Annotation
    class xxx {
      
    }
  

• 필드, 생성자, 메서드에 적용된 어노테이션 정보를 어떻게 얻는가? ⇒ getFields(), getConstructors(), getDeclareMethods() 메서드를 사용해 필드, 생성자, 메서드에 대한 정보를 배열로 리턴 받아 사용

    class xxx {
      @Annotation
      int field1;
      @Annotation
      String field2;
      // getFields(): field1, 2(필드)의 정보를 배열로 리턴
    
      @Annotation
      xxx() {}
      @Annotation
      xxx(int x) {}
      // getConstructors(): 생성자 정보를 배열로 리턴
    
      @Annotation
      void method1() {}
      @Annotation
      int method2() {}
      // getDeclareMethods(): 메서드 정보를 배열로 리턴
    }
  

참고자료

강의교안_6장.ppt