JAVA - 06. 객체지향 프로그래밍과 클래스

객체지향 프로그래밍(Object Oriented Programming )이란?

객체지향은 프로그램 설계방법론중 하나 이다. 프로그램을 수많은 '객체'라는 기본 단위로 나누고 이 객체들의 상호작용으로 서술하는 방식이다.

객체(Object) 란?

객체란 물리적으로 존재하거나 추상적으로 생각할 수 있는 것 중에서 자신의 속성을 가지고 있고 다른것과 식별 가능한 것을 의미한다.

클래스(Class) 란?

클래스는 객체지향 프로그래밍의 가장 기본적인 요소이며, '속성(변수)과 기능(메소드)'의 묶음으로 나뉜다. 그리고 객체를 생성하기 위한 설계도라고 할 수 있다.

클래스와 객체가 햇갈리는 부분이 있을 수 있는데 클래스는 '설계도', 객체는 '설계도로 구현한 모든 대상'을 의미한다. 다음 예제를 보자.

클래스 정의하기

public class Student {
    //맴버변수
    int studentId;
    String studentName;
    
    //메소드
    public void showStudentInfo(){
        //학생 정보 출력
    }
}

위 예제는 학생을 추상화 한 Student 클래스의 정의 이다. 클래스는 정의 할때 다음과 같은 규칙이 있다.

• 이름의 앞글자는 대문자를 사용(일반적인 관례)
• 클래스명은 파일명과 같아야 하고 public 키워드가 붙어야 한다. (한 java 파일 안에 여러 클래스를 정의하는 것은 가능하지만 파일명과 같은 클래스만 public 키워드를 붙일 수 있다)

위에도 언급하였지만, 클래스를 설계할 때 클래스는 속성과 기능의 묶음이고, 그 클래스로 부터 생성될 객체들은 서로 식별이 가능하도록 설계해야 한다. 그래서 맴버변수에 각 학생들이 식별될 수 있는 고유번호 studentNum을 만든 것을 알 수 있다.

위 Student 클래스는 정의만 하였고 사용되지 않았다. 이를 사용하는 예제를 보자.

클래스 사용하기

public class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {

        Student studentLee = new Student();
        studentLee.studentId = 1;
        studentLee.studentName = "이형석";
        studentLee.showStudentInfo();
        
        Student studentKim = new Student();
        studentKim.studentId = 2;
        studentKim.studentName = "김종원";
        studentKim.showStudentInfo();
    }
}

Student 클래스는 new Student()라는 선언을 통해 비로소 Student 객체로 생성된 것이다.(객체의 생성을 '인스턴스화 되었다' 라고 불리기도 한다) 그리고 Student 객체를 사용하기 위해 Student 타입의 studentLee 라는 참조 변수로 참조하고 있는 것을 볼 수 있다.(객체를 참조한다고 하였는데, 정확한 뜻은 객체의 주솟값을 참조하고 있는 것 이다)

이처럼 정의한 클래스를 객체로 생성할 때는 new 키워드를 통해 생성할 수 있다. 이때 '객체를 생성한다' 또는 '인스턴스화 한다'라고 한다.

그리고 위의 예제에서 전달하고자 하는 다른 부분은 똑같은 Student 클래스의 객체를 참조하는 studentLee와 studentKim은 서로 다른 객체라는 것 이다. 두 객체는 서로 다른 공간에 생성되어 다른 주소 값을 가지는 것을 알아두자.

인스턴스(Instance), 메모리 힙(Heap)

위 사진은 메모리의 구조를 나타낸다.

위 예제와 같이 새로운 객체를 생성하게 되면

new Student();

메모리의 힙이란 곳에 새로운 인스턴스가 만들어진다. (그래서 객체는 인스턴스라 불리기도 한다) 우리는 이것을 인스턴스화 한다라고 하고, 이 인스턴스는 자신의 주소 값을 가지고있다.

new Student();  // ex) 3fb6a447

그리고 참조 변수는 이 인스턴스(객체)의 주소 값을 참조받는 것 이다.

Student student = new Student(); // 3fb6a447 라는 주소 값을 참조한다.

조금 더 살을 붙이자면 이렇듯 new 로 생성된 인스턴스들은 각자 다른 공간에 만들어지고 주솟값도 다르기때문에, 같은 클래스로 만들어진 인스턴트들은 서로 다르다고 할 수 있다.

new Student();// 객체 1, 주소 값 ex) 3fb6a447
new Student();// 객체 2, 주소 값 ex) 79b4d0f

그리고 힙 영역은 프로그래머가 관리해야하는 영역이다. 생성된 객체가 사용되지 않으면 메모리에서 제거해주어야하는데, 자바는 가비지 컬랙터(Garbage Collector)가 필요한 타이밍에 알아서 관리해준다.

메모리 구조에 관한 내용은 원래 더욱 복잡한데, 다른 글에서 자세히 다루도록 하겠다.