객체지향의 개요
📌 객체지향은 현실 세계의 개체(Entity)를 기계의 부품처럼 하나의 객체(Object)로 만들어, 기계적인 부품들을 조립하여 제품을 만들 듯이 소프트웨어를 개발할 때에도 객체들을 조립해서 작성할 수 있는 기법을 의미한다.
- 객체지향 기법은 구조적 기법의 문제점으로 인한 소프트웨어 위기의 해결책으로 채택되어 사용되고 있다.
- 객체지향은 소프트웨어의 재사용 및 확장이 용이하여 고품질의 소프트웨어를 빠르게 개발할 수 있고 유지보수가 쉽다.
- 객체지향은 복잡한 구조를 단계적 / 계층적으로 표현하고, 멀티미디어 데이터 및 병렬 처리를 지원 한다.
- 객체지향은 현실 세계를 모형화하므로 사용자와 개발자가 쉽게 이해할 수 있다,
- 객체지향의 주요 구성 요소와 개념에는 객체(Object), 클래스(Class), 캡슐화(Encapsulation), 상속(Inheritance), 다형성(Polymorphism), 연관성(Relationship)이 있다.
💡 현실 세계의 개체 ? 사람, 자동차, 컴퓨터, 고양이 등과 같이 우리 주위에서 사용되는 물질적이거나 개념적인 것으로 사용된다.
💡 구조적 기법 ? 프로시저에 근간을 두고 하나의 커다란 작업을 여러 개의 작은 작업으로 분할하고 분할된 각각의 소작업을 수행하는 모듈을 작성한 다음 이들을 한 곳 에 모아 큰 작업을 수행하는 하나의 완벽한 프로그램으로 작성하는 기법이다.
구조적 기법의 문제점은 유지보수는 고려하지 않고 개발 공정에만 너무 집중되며 개발이 시작된 이후 추가적인 요구사항에 대응하기 어렵다. 아울러 재사용이 어려워 이전에 개발한 소프트웨어와 유사한 소프트웨어를 다시 개발할 때도 시간과 인력이 동일하게 소모된다.
객체 (Object)
📌 객체는 데이터와 데이터를 처리하는 함수를 묶어 놓은(캡슐화한) 하나의 소프트웨어 모듈이다.
| 데이터 |
- 객체가 가지고 있는 정보로 속성이나 상태, 분류 등을 나타낸다.
- 속성(Attribute), 상태, 변수, 상수, 자료 구조라고도 한다. |
| 함수(메소드) |
- 객체가 수행하는 기능으로 객체가 갖는 데이터(속성, 상태)를 처리하는 알고리즘이다.
- 객체의 상태를 참조하거나 변경하는 수단이 되는 것으로 메소드(Method, 행위), 서비스(Service), 동작(Operation), 연산이라고도 한다. |
객체의 특성
- 객체는 독립적으로 식별 가능한 이름을 가지고 있다.
- 예) 자동차는 번호판으로 다른 자동차 객체와 구별된다.
- 객체가 가질 수 있는 조건을 상태(State)라고 하는데, 일반적으로 상태는 시간에 따라 변한다.
- 예) 자동차는 '정지', '이동' 등의 상태가 존재하며, 이러한 '정지'와 '이동'의 상태는 고정된 것이 아니라 시간에 따라 변한다.
- 객체와 객체는 상호 연관성에 의한 관계가 형성된다.
- 예) 화재 발생 시 소방차, 구급차, 경찰차는 긴밀하게 협조하여 화재를 진압하고 환자를 이송하며, 교통을 정리하는 관계가 형성된다.
- 객체가 반응할 수 있는 메시지(Message)의 집합을 행위라고 하며, 객체는 행위의 특징을 나타낼 수 있다.
- 예) 자동차 객체는 '가속 페달을 밝는 행위를 하면 가속'하는 특징을 나타내고, '브레이크를 밝는 행위를 하면 감속'하는 특징을 나타낸다.
- 객체는 일정한 기억 장소를 가지고 있다.
- 예) 자동차는 주차장에 있거나 도로 위에 있거나, 일정한 물리적 공간을 점유한다.
- 객체의 메소드는 다른 객체로부터 메시지를 받았을 때 정해진 기능을 수행한다.
💡 메시지 ? 객체들 간에 상호작용을 하는 데 사용되는 수단으로 객체에게 어떤 행위를 하도록 지시하는 명령 또는 요구사항이다.
클래스 (Class)
📌 클래스는 공통된 속성과 연산(행위)을 갖는 객체의 집합으로, 객체의 일반적인 타입(Type)을 의미한다.
- 클래스는 각각의 객체들이 갖는 속성과 연산을 정의하고 있는 틀이다.
- 클래스는 객체지향 프로그램에서 데이터를 추상화하는 단위이다.
- 클래스에 속한 각각의 객체를 인스턴스(Instance)라 하며, 클래스로부터 새로운 객체를 생성하는 것을 인스턴스화(Instantiation)라고 한다.
- 동일 클래스에 속한 각각의 객체(인스턴스)들은 공통된 속성과 행위를 가지고 있으면서, 그 속성에 대한 정보가 서로 달라서 동일 기능을 하는 여러 가지 객체를 나타내게 된다.
- 최상위 클래스는 상위 클래스를 갖지 않는 클래스를 의미한다.
- 슈퍼 클래스(Super Class)는 특정 클래스의 상위(부모)클래스이고, 서브 클래스(Sub Class)는 특정 클래스의 하위(자식) 클래스를 의미한다.
캡슐화 (Encapsulation)
📌 캡슐화는 데이터(속성)와 데이터를 처리하는 함수를 하나로 묶는 것을 의미한다.
- 캡슐화된 객체는 인터페이스를 제외한 세부 내용이 은패(정보 은닉)되어 외부에서의 접근이 제한적이기 때문에 외부 모듈의 변경으로 인한 파급 효과가 적다
- 캡슐화된 객체들은 재사용이 용이하다.
- 객체들 간의 메시지를 주고 받을 때 상대 객체의 세부 내용은 알 필요가 없으므로 인터페이스가 단순해지고, 객체 간의 결합도가 낮아진다.
상속 (Inheritance)
📌 상속은 이미 정의된 상위 클래스(부모 클래스)의 모든 속성과 연산을 하위 클래스(자식 클래스)가 물려 받는 것이다.
- 상속을 이용하면 하위 클래스는 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 자신의 클래스 내에서 다시 정의 하지 않고서도 즉시 자신의 속성을 사용할 수 있다.
- 하위 클래스는 상위 클래스로부터 상속받은 속성과 연산 외에 새로운 속성과 연산을 첨가하여 사용할 수 있다.
- 상위 클래스의 속성과 연산을 하위 클래스가 사용할 수 있기 때문에 객체와 클래스의 재사용, 즉 소프트웨어의 재사용(Reuse)을 높이는 중요한 개념이다.
- 다중 상속(Multiple Inheritance) : 한 개의 클래스가 두 가 이상의 상위 클래스로부터 속성과 연산을 상속받는 것이다. 다중 상속은 클래스 계층을 복잡하게 만들어 상속 순서 추적이 어렵고, 상위 클래스의 변경이 하위 클래스에 의도하지 않은 영향을 미칠 수도 있어 다중 상속을 허용하지 않는 프로그래밍 언어들도 있다. 다중 상속이 가능한 프로그래밍 언어에서도 다중 상속을 이용할 때는 이를 고려하여 신중히 사용해야 한다.
다형성 (Polymorphism)
📌 다형성은 메시지에 의해 객체(클래스)가 연산을 수행하게 될 때 하나의 메시지에 대해 각각의 객체(클래스)가 가지고 있는 고유한 방법(특성)으로 응답할 수 있는 능력을 의미한다.
- 객체(클레스)들은 동일한 메소드 명을 사용하며 같은 의미의 응답을 한다.
- 응용 프로그램 상에서 하나의 함수나 연산자가 두 개 이상의 서로 다른 클래스의 인스턴스들을 같은 클래스에 속한 인스턴스처럼 수행할 수 있도록 하는 것이다.
- 예1) '+'연산자의 경우 숫자 클래스에서는 덧셈, 문자 클래스에서는 문자열의 연결 기능으로 사용된다.
- 예2) 오버로딩(Overloadding) 기능의 경우 메소드(Method)의 이름은 같지만 인수를 받는 자료형과 개수를 달리하여 여러 기능을 정의할 수 있다.
- 예3) 오버라딩(Overriding, 메소드 재정의) 기능의 경우 상위 클래스에서 정의한 메소드(Method)와 이름은 같지만 메소드 안의 실행코드를 달리하여 자식 클래스에서 재정의해서 사용할 수 있다.
연관성 (Relationship)
📌 연관성은 두 개 이상의 객체(클래스)들이 상호 참조하는 관계를 말하며 종류는 다음과 같다.
| 종류 |
의미 |
특징 |
| is member of |
연관화(Assoclation) |
2개 이상의 객체가 상호 관련되어 있을을 의미함 |
| is instance of |
분류화(Classification) |
일반 형의 특성을 갖는 객체들을 모아 구성하는 것 |
| is part of |
집단화(Aggregation) |
관련 있는 객체들을 묶어 하나의 상위 객체를 구성하는 것 |
| is a |
일반화(Generalization) |
공통적인 성질들로 추상화 한 상위 객체를 구성하는 것 |
| 특수화/상세화(Specialization) |
상위 객체를 구체화 하여 하위 객체를 구성하는 것 |