Java 기본편 강의_객체 지향 프로그래밍

객체 지향 프로그래밍

 

절차 지향 프로그래밍 1 - 시작

절차 지향 프로그래밍 vs 객체 지향 프로그래밍

절차 지향 프로그래밍

• 절차 지향 프로그래밍은 이름 그대로 절차를 지향한다. 쉽게 이야기해서 실행 순서를 중요하게 생각하는 방식이다.
• 절차 지향 프로그래밍은 프로그램의 흐름을 순차적으로 따르며 처리하는 방식이다. 즉, "어떻게"를 중심으로 프로그래밍 한다.

객체 지향 프로그래밍

• 객체 지향 프로그래밍은 이름 그대로 객체를 지향한다. 쉽게 이야기해서 객체를 중요하게 생각하는 방식이다.
• 객체 지향 프로그래밍은 실제 세계의 사물이나 사건을 객체로 보고, 이러한 객체들 간의 상호작용을 중심으로 프로그래밍하는 방식이다. 즉, "무엇을" 중심으로 프로그래밍 한다.

둘의 중요한 차이

• 절차 지향은 데이터와 해당 데이터에 대한 처리 방식이 분리되어 있다. 반면 객체 지향에서는 데이터와 그 데이터에 대한 행동(메서드)이 하나의 '객체' 안에 함께 포함되어 있다.

 

절차 지향 프로그래밍

package oop1;

public class MusicPlayerMain1 {

    public static void main(String[] args) {
        int volume = 0;
        boolean inOn = false;

        // 음악 플레이어 켜기
        inOn = true;
        System.out.println("음악 플레이어를 시작합니다.");

        // 볼륨 증가
        volume++;
        System.out.println("음악 플레이어 볼륨: " + volume);
        // 볼륨 증가
        volume++;
        System.out.println("음악 플레이어 볼륨: " + volume);
        // 볼륨 감소
        volume--;
        System.out.println("음악 플레이어 볼륨: " + volume);

        // 음삭 플레이어 상태
        System.out.println("음악 플레이어 상태 확인");
        if (inOn) {
            System.out.println("음악 플레이어 ON, 볼륨: " + volume);
        } else {
            System.out.println("음악 플레이어 OFF");
        }

        // 음악 플레이어 끄기
        inOn = false;
        System.out.println("음악 플레이어를 종료합니다.");
    }
}

 

절차 지향 프로그래밍 2 - 데이터 묶음

package oop1;

public class MusicPlayerData {
    int volume = 0;
    boolean isOn = false;
}

음악 플레이어에 사용되는 voulume, isOn 속성을 MusicPlayerData의 멤버 변수에 포함했다.

package oop1;

public class MusicPlayerMain2 {

    public static void main(String[] args) {
        MusicPlayerData data = new MusicPlayerData();

        // 음악 플레이어 켜기
        data.isOn = true;
        System.out.println("음악 플레이어를 시작합니다.");

        // 볼륨 증가
        data.volume++;
        System.out.println("음악 플레이어 볼륨: " + data.volume);
        // 볼륨 증가
        data.volume++;
        System.out.println("음악 플레이어 볼륨: " + data.volume);
        // 볼륨 감소
        data.volume++;
        System.out.println("음악 플레이어 볼륨: " + data.volume);

        // 음삭 플레이어 상태
        System.out.println("음악 플레이어 상태 확인");
        if (data.isOn) {
            System.out.println("음악 플레이어 ON, 볼륨: " + data.volume);
        } else {
            System.out.println("음악 플레이어 OFF");
        }

        // 음악 플레이어 끄기
        data.isOn = false;
        System.out.println("음악 플레이어를 종료합니다.");
    }
}

음악 플레이어와 관련된 데이터는 MusicPlayerData 클래스에 존재한다.
이후에 프로그램 로직이 더 복잡해져서 다양한 변수들이 추가되더라도 음악 플레이어와 관련된 변수들은 MusicPlayerData 객체에 속해있으므로 쉽게 구분할 수 있다.

 

절차 지향 프로그래밍 3 - 메서드 추출

중복되는 부분이 존재한다.

// 볼륨 증가
data.volume++;
System.out.println("음악 플레이어 볼륨: " + data.volume);

// 볼륨 증가
data.volume++;
System.out.println("음악 플레이어 볼륨: " + data.volume);

그리고 각각의 기능들은 이후에 재사용될 가능성이 높다.

• 음악 플레이어 켜기, 끄기
• 볼륨 증가, 감소
• 음악 플레이어 상태 출력

package oop1;

public class MusicPlayerMain2 {

    public static void main(String[] args) {
        MusicPlayerData data = new MusicPlayerData();

        // 음악 플레이어 켜기
        on(data);

        // 볼륨 증가
        volumeUp(data);
        // 볼륨 증가
        volumeUp(data);
        // 볼륨 감소
        volumeDown(data);

        // 음삭 플레이어 상태
        showStatus(data);

        // 음악 플레이어 끄기
        off(data);
    }

    static void on(MusicPlayerData data) {
        data.isOn = true;
        System.out.println("음악 플레이어를 시작합니다.");
    }

    static void off(MusicPlayerData data) {
        data.isOn = false;
        System.out.println("음악 플레이어를 종료합니다.");
    }

    static void volumeUp(MusicPlayerData data) {
        data.volume++;
        System.out.println("음악 플레이어 볼륨: " + data.volume);
    }

    static void volumeDown(MusicPlayerData data) {
        data.volume--;
        System.out.println("음악 플레이어 볼륨: " + data.volume);
    }

    static void showStatus(MusicPlayerData data) {
        System.out.println("음악 플레이어 상태 확인");
        if (data.isOn) {
            System.out.println("음악 플레이어 ON, 볼륨: " + data.volume);
        } else {
            System.out.println("음악 플레이어 OFF");
        }
    }
}

각각의 기능을 메서드로 만든 덕분에 각각의 기능이 모듈화되었다. 덕분에 다음과 같은 장점이 생겼다.

• 중복 제거 : 로직 중복이 제거되었다. 같은 로직이 필요하면 해당 메서드를 여러번 호출하면 된다.
• 변경 영향 범위 : 기능을 수정할 때 해당 메서드 내부만 변경하면 된다.
• 메서드 이름 추가 : 메서드 이름을 통해 코드를 더 쉽게 이해할 수 있다.

 

✔️ 모듈화

쉽게 이야기해서 레고 블록을 생각하면 된다.
필요한 블록을 가져다 꼽아서 사용할 수 있다. 여기서는 음악 플레이어의 기능이 필요하면 해당 기능을 메서드 호출만으로 손쉽게 사용할 수 있다.

 

절차 지향 프로그래밍의 한계

지금까지 클래스를 사용해서 관련된 데이터를 하나로 묶고, 또 메서드를 사용해서 각각의 기능을 모듈화했다. 덕분에 상당히 깔끔하고 읽기 좋고, 유지보수 하기 좋은 코드를 작성할 수 있었다.

작성한 코드의 한계는 바로 데이터와 기능이 분리되어 있다는 점이다. 음악 플레이어의 데이터는 MusicPlayerData에 있는데, 그 데이터를 사용하는 기능은 MusicPlayerMain2에 있는 각각의 메서드에 분리되어 있다. 그래서 음악 플레이어와 관련된 데이터는 MusicPlayerData를 사용해야 하고, 음악 플레이어와 관련된 기능은 MusicPlayerMain2의 각 메서드를 사용해야 한다.

데이터와 그 데이터를 사용하는 기능은 매우 밀접하게 연관되어 있다. 각각의 메서드를 보면 대부분 MusicPlayerData의 데이터를 사용한다. 따라서 이후에 관련된 데이터가 변경되면 MusicPlayerMain2 부분의 메서드들도 함께 변경해야 한다. 그리고 이렇게 데이터와 기능이 분리되어 있으면 유지보수 관점에서도 관리 포인트가 2곳으로 늘어난다.

객체 지향 프로그램이 나오기 전까지는 지금과 같이 데이터와 기능이 분리되어 있었다.
하지만 객체 지향 프로그래밍이 나오면서 데이터와 기능을 온전히 하나로 묶어서 사용할 수 있게 되었다.

 

클래스와 메서드

package oop1;

public class ValueData {
    int value;
}

package oop1;

public class ValueDataMain {

    public static void main(String[] args) {
        ValueData valueData = new ValueData();

        add(valueData);
        add(valueData);
        add(valueData);
        System.out.println("최종 숫자: " + valueData.value);
    }

    static void add(ValueData valueData) {
        valueData.value++;
        System.out.println("숫자 증가 value: " + valueData.value);
    }
}

숫자를 증가시키는 기능도 클래스에 함께 포함해서 정의해보자.

package oop1;

public class ValueData {
    int value;

    void add() {
        value++;
        System.out.println("숫자 증가 value: " + value);
    }
}

 

✔️ 참고 - add( ) 메서드에는 static 키워드를 사용하지 않는다.

메서드는 객체를 생성해야 호출할 수 있다. 그런데 static이 붙으면 객체를 생성하지 않고도 메서드를 호출할 수 있다.

 

package oop1;

public class ValueObjectMain {

    public static void main(String[] args) {
        ValueData valueData = new ValueData();

        valueData.add();
        valueData.add();
        valueData.add();
        
        System.out.println("최종 숫자: " + valueData.value);
    }
}

정리

• 클래스는 속성(데이터, 멤버변수)과 기능(메서드)을 정의할 수 있다.
• 객체는 자신의 메서드를 통해 자신의 멤버 변수에 접근할 수 있다.
  • 객체의 메서드 내부에서 접근하는 멤버 변수는 객체 자신의 멤버 변수이다.

 

객체 지향 프로그래밍

이제 데이터와 기능을 하나로 묶어서 음악 플레이어라는 개념을 온전히 하나의 클래스에 담아보자. 프로르갬을 작성하는 절차도 중요하지만 음악 플레이어라는 개념을 객체로 온전히 만드는 것이 더 중요하다.
그러기 위해서는 프로그램의 실행 순서보다는 음악 플레이어 클래스를 만드는 것 자체에 집중해야 한다. 음악 플레이어가 어떤 속성(데이터)을 가지고 어떤 기능(메서드)을 제공하는지 이 부분에 초점을 맞추어야 한다.

음악 플레이어

• 속성 : volume, isOn
• 기능 : on( ), off( ), volumeUp( ), volumeDown( ), showStatus( )

객체 지향 음악 플레이어

package oop1;

public class MusicPlayer {

    int volume = 0;
    boolean isOn = false;

    void on() {
        isOn = true;
        System.out.println("음악 플레이어를 시작합니다.");
    }

    void off() {
        isOn = false;
        System.out.println("음악 플레이어를 종료합니다.");
    }

    void volumeUp() {
        volume++;
        System.out.println("음악 플레이어 볼륨: " + volume);
    }

    void volumeDown() {
        volume--;
        System.out.println("음악 플레이어 볼륨: " + volume);
    }

    void showStatus() {
        System.out.println("음악 플레이어 상태 확인");
        if (isOn) {
            System.out.println("음악 플레이어 ON, 볼륨: " + volume);
        } else {
            System.out.println("음악 플레이어 OFF");
        }
    }
}

MusicPlayer 클래스에 음악 플레이어에 필요한 속성과 기능을 모두 정의했다. 이제 음악 플레이어가 필요한 곳에서 이 클래스만 있으면 온전한 음악 플레이어를 생성해서 사용할 수 있다. 음악 플레이어를 사용하는데 필요한 모든 속성과 기능이 하나의 클래스에 포함되어 있다!

package oop1;

public class MusicPlayerMain4 {
    public static void main(String[] args) {
        MusicPlayer musicPlayer = new MusicPlayer();

        // 음악 플레이어 켜기
        musicPlayer.on();

        // 볼륨 증가
        musicPlayer.volumeUp();
        // 볼륨 증가
        musicPlayer.volumeUp();
        // 볼륨 감소
        musicPlayer.volumeDown();

        // 음삭 플레이어 상태
        musicPlayer.showStatus();
        // 음악 플레이어 끄기
        musicPlayer.off();
    }
}

MusicPlayer 객체를 생성하고 필요한 기능(메서드)을 호출하기만 하면 된다. 필요한 모든 것은 MusicPalyer 안에 들어있다!

• MusicPlayer를 사용하는 입장에서는 MusicPlayer의 데이터인 volume, isOn 같은 데이터는 전혀 사용하지 않는다.
• MusicPlayer를 사용하는 입장에서는 이제 MusicPlayer 내부에 어떤 속성(데이터)이 있는지 전혀 몰라도 된다.
  MusicPlayer를 사용하는 입장에서는 단순하게 MusicPlayer가 제공하는 기능 중에 필요한 기능을 호출해서 사용하기만 하면 된다.

캡슐화

MusicPlayer를 보면 음악 플레이어를 구성하기 위한 속성과 기능이 마치 하나의 캡슐에 쌓여있는 것 같다. 이렇게 속성과 기능을 하나로 묶어서 필요한 기능을 메서드를 통해 외부에 제공하는 것을 캡슐화라고 한다.

객체 지향 프로그래밍 덕분에 음악 플레이어 객체를 사용하는 입장에서 진짜 음악 플레이어를 만들고 사용하는 것처럼 친숙하게 느껴진다. 그래서 코드가 더 읽기 쉬운 것은 물론이고, 속성과 기능이 한 곳에 있기 때문에 변경도 더 쉬워진다.
예를 들어서 MusicPlayer 내부 코드가 변하는 경우에 다른 코드는 변경하지 않아도 된다. MusicPlayer의 volume이라는 필드 이름이 다른 이름으로 변한다고 할 때 MusicPlayer 내부만 변경하면 된다. 또 음악 플레이어가 내부에서 출력하는 메시지를 변경할 때도 MusicPlayer 내부만 변경하면 된다. 이 경우 MusicPlayer를 사용하는 개발자는 코드를 전혀 변경하지 않아도 된다. 물론 외부에서 호출하는 MusicPlayer의 메서드 이름을 변경한다면 MusicPlayer를 사용하는 곳의 코드도 변경해야 한다.

 

 

정리

객체 지향 프로그래밍 vs 절차 지향 프로그래밍

객체 지향 프로그래밍과 절차 지향 프로그래밍은 서로 대치되는 개념이 아니다. 객체 지향이라도 프로그램의 작동 순서 는 중요하다. 다만 어디에 더 초점을 맞추는가에 둘의 차이가 있다. 
객체 지향의 경우 객체의 설계와 관계를 중시한다. 반면 절차 지향의 경우 데이터와 기능이 분리되어 있고, 프로그램이 어떻게 작동하는지 그 순서에 초점을 맞춘다.

절차 지향 프로그래밍

• 절차 지향 프로그래밍은 이름 그대로 절차를 지향한다. 쉽게 이야기해서 실행 순서를 중요하게 생각하는 방식이 다.
• 절차 지향 프로그래밍은 프로그램의 흐름을 순차적으로 따르며 처리하는 방식이다. 즉, "어떻게"를 중심으로 프로 그래밍 한다.

객체 지향 프로그래밍

• 객체 지향 프로그래밍은 이름 그대로 객체를 지향한다. 쉽게 이야기해서 객체를 중요하게 생각하는 방식이다.
• 객체 지향 프로그래밍은 실제 세계의 사물이나 사건을 객체로 보고, 이러한 객체들 간의 상호작용을 중심으로 프 로그래밍하는 방식이다. 즉, "무엇을" 중심으로 프로그래밍 한다.

둘의 중요한 차이

• 절차 지향은 데이터와 해당 데이터에 대한 처리 방식이 분리되어 있다. 반면 객체 지향에서는 데이터와 그 데이터 에 대한 행동(메서드)이 하나의 '객체' 안에 함께 포함되어 있다.

객체

세상의 모든 사물을 단순하게 추상화해보면 속성(데이터)과 기능 딱 2가지로 설명할 수 있다.

객체 지향 프로그래밍은 모든 사물을 속성과 기능을 가진 객체로 생각하는 것이다. 객체에는 속성과 기능만 존재한다. 
이렇게 단순화하면 세상에 있는 객체들을 컴퓨터 프로그램으로 쉽게 설계할 수 있다.
이런 장점들 덕분에 지금은 객체 지향 프로그래밍이 가장 많이 사용된다.
참고로 실세계와 객체가 항상 1:1로 매칭되는 것은 아니다.

객체 지향의 특징은 속성과 기능을 하나로 묶는 것 뿐만 아니라 캡슐화, 상속, 다형성, 추상화, 메시지 전달 같은 다양한 특징들이 있다.