일단

객체 지향 프로그래밍은 Object Oriented Programming의 약자이다.

Object를 번역하면 목적, 대상, 물건, 동작 따위의 대상, 감정 따위의 대상, 이상 야릇한 것? 이라고 번역된다. 제일 마지막이 맞는 것 같다. 뭔가 딱 하나로 표현하기 힘들다. 일단 자바 프로그래밍에서는 Object를 객체라고 한다. 그리고 OOP를 풀이하면 객체를 지향하는 프로그래밍이라는 것이다. 

말속에도 포함되어 있는데 핵심적인 키워드는 객체이다. Object!

객체가 무엇인지를 이해하는 것이 OOP를 이해하는 것이다.

객체란?

객체는 데이터(실체)와 동작(기능)을 포함한다고 한다. 위 사전에서는 기차역에서 승차권을 발매하는 경우에서 손님(실체)과 승차권 주문(동작)을 객체라고 하고 있고 현재 나의 상태인 블로그 글쓰기를 예를 들면 ildann(실체)과 글쓰기, 수정하기(동작)로 볼 수도 있다. 그리고 면접 상황을 예를 들면 면접관, 면접자, 면접장소 및 시간 등이 실체가 되고 면접 질문을 하는 것, 대답하는 것, 평가를 하는 것 등이 동작으로써 하나의 객체가 될 수도 있다. 

이러한 객체들을 레고 블럭처럼 조립해서 하나의 프로그램을 만드는 것을 객체 지향 프로그래밍이라고 할 수 있다.

하나의 소프트웨어를 만들기 위해서는 기능적인 구분을 하게 된다. 할 수 밖에 없다. 처음엔 한번에 만들려고 하겠지만 자연스럽게 기능을 구분짓고 그 기능들을 잘 모으는 것(조립)이 편하다는 것을 느끼게 된다. 이것이 그룹핑, 카테고라이징, 구획화 모두 비슷한 말들이다.

나누어진 기능들이 하나의 객체가 되고 결국 객체 지향 프로그램으로 나타나게 된 것이다.

설계와 추상화

현실에서 어떠한 특성과 관점을 소프트웨어화 해서 문제를 해결하는 것을 프로그래밍이라고 한다.

아주 복잡한 현실을 아주 단순하게 소프트웨어화 하는 것은 아주 어려운일이다.

아래 그림들은 런던의 위성사진, 단면도, 지하철 노선도이다.

첫번째 그림은 현실 그대로에 약간의 설명이 더해졌다.

두번째 그림은 조금더 단순하게 나타내고 지하철이 지나가는 길을 보여준다.

세번째 그림은 실제 단면도가 빠지고 지하철 노선도만을 나타내었다.

마지막 네번째 그림은 앞의 지하철 노선도를 더 단순하게 거의 직선으로만 나타내었다.

런던에서 이동을 할 때 마지막 지하철 노선도 보는 것이 가장 빠르고 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

위 사진들 중 위성사진이 현실을 나타낸 것이고 마지막 지하철 노선도가 그 복잡한 현실을 아주 간단화한 것이다. 이것을 추상화(abstract)라고 한다.

즉, 설계라는 것은 복잡한 현실을 추상화하는 것이다. 앞서 설명했던 기차역에서 발매하는 것, 블로그에 글을 쓰는 것, 면접이라는 현실을 데이터(실체)와 동작(기능)으로 추상화하는 것이다.

부품화

초기의 컴퓨터는 지금의 데스크탑 PC와 다르게 하나의 완제품으로 이루어져있었다. 그래서 키보드가 고장나도 통째로 바꿔야하고 모니터가 고장나도 통째로 바꾸고 다른 부품이 고장나도 통째로 바꿔야했다. (물론 전문가들은 다 분해해서 고칠 수 있었겠지만)

이것들도 자연스러운 고민 끝에 기준을 만들어 기능을 나누게 된다. -> 추상화

출력 기능을 담당하는 모니터, 입력 기능을 담당하는 키보드, 연산기능을 담당하는 본체, 저장기능을 담당하는 하드로 나눈다.

이렇게 기능을 부품화 시킨 덕분에 사용자들은 더 좋은 부품들을 직접 사서 교체할 수도 있고 더 저렴한 부품으로 교체할 수도 있다. 또한 한 곳에서 문제가 발생했을 때 그 부품만 교체할 수 있고 어디서 문제가 발생하였는지도 빠르게 진단할 수 있다.

부품화의 정점에는 객체 지향이 있다. 연관된 메소드와 그 메소드가 사용하는 변수들을 분류하고 그룹핑하는 것이다. 그렇게 그룹핑한 대상이 객체(Object)이다.

은닉화 캡슐화

모니터가 어떻게 작동하는지 몰라도 켜고 끄고 연결하는 방법만 알면 모니터를 사용할 수 있다.

즉 내부의 동작 방법을 단단한 케이스 안으로 숨기고 사용자에게는 그 부품의 사용방법만을 노출하고 있다.

이러한 컨셉을 정보의 은닉화와 캡슐화라고 부른다.

인터페이스

잘 만들어진 부품이라면 부품과 부품을 서로 교환가능하다. A모니터와 컴퓨터를 사용하다가 B모니터로 쉽게 바꿀 수 있다.

그 이유는 모니터와 컴퓨터를 연결하는 케이블 단자가 표준화가 되어있기 때문이다. 규격 사이즈가 정해져있고 몇개의 핀으로 이루어져있고 각 핀으로 어떤 데이터가 들어가는지 모두 정해져 있다. 모니터는 컴퓨터가 어떻게 동작하는지, 컴퓨터는 모니터가 어떻게 동작하는지 모르지만 정해진 약속에 따라 신호를 보내고 연결점(케이블)을 이어주면 된다. 그 모니터와 컴퓨터의 연결점을 인터페이스라고 한다.

객체 지향 프로그래밍(OOP)를 이해하기 위해서는 먼저 객체를 이해해야하고 객체 무엇인지 알아야한다.

객체는 복잡한 현실을 추상화하여 간단하게 변수와 메소드로 표현한 것이다. 그 추상화는 부품화와 같은 기능적 구분을 의미하고 부품화의 정점에 객체 지향이 있다.

객체 지향의 특징들로는 은닉화 캡슐화, 인터페이스가 있다.

위 내용이 전부가 아니고 생활코딩을 직접 보고 내가 이해할 수 있는 정도로 정리한 것이다.

https://opentutorials.org/course/1223/5399

내용 추가, 수정이 상당히 필요하다.

JVM(Java Virtual Machine)

JVM은 자바 가상 머신의 줄임말로 java 파일이 컴파일러에 의해 생성된 class 파일(바이너리 파일)을 실행하는 가상 머신이다.

JVM은 바이너리 코드를 읽고, 검증하고, 실행한다.

JVM은 플랫폼에 의존적이다. 즉, 리눅스의 JVM과 Windows의 JVM은 다르다.

각 운영체제별로 JVM이 다르지만 Java 개발자들은 JVM 위에 Java 프로그램을 올리게 되어 운영체제에 관계없이 프로그램을 개발할 수 있다. 반대로 Java 제조사에서 각 운영체제별로 JVM을 개발한다.

JRE(Java Runtime Environment)

JRE는 자바 실행 환경의 줄임말로 JVM에 Java 라이브러리와 기타 파일들이 결합된 Java 프로그램을 실행하기 위한 환경이다.

JRE는 JVM의 실행환경을 구현했다고 할 수 있다.

JDK(Java Development Kit)

JDK는 자바 개발 도구의 줄임말이다.

JDK는 JRE + 개발에 필요한 도구(javac, 디버거, 컴파일러 등)들을 포함한다.

JDK는 상업 코드 기반의 오라클 JDK와 오픈소스인 OpenJDK가 있다. OpenJDK는 오라클, Azul 등에서 제공하고 있다.

자바독을 보다 보면 Signature라는 단어가 자주 나온다. 내가 아는 시그니처는 맥도널드 시그니처, 엘지 시그니처, 유명인사들의 사인? 뿐인데...

아주 간단한 것이다. 아래 코드에서 메서드 시그니처는 Multiply(int a, int b) 이다.

public int Multiply(int a, int b) {
	return a * b;
}

자바 프로그래밍 언어에서 메서드 시그니처는 메서드 명과 파라미터의 순서, 타입, 개수를 의미한다. 리턴 타입과 exceptions는 메서드 시그니처가 아니다.

아래 두 메서드는 다른 시그니처를 가진다.

doSomething(String[] y);
doSomething(String y);

아래 메서드들은 모두 같은 시그니처를 가진다.

int doSomething(int y) 
String doSomething(int x)
int doSomething(int z) throws java.lang.Exception

출처 : https://en.wikipedia.org/wiki/Type_signature

자바의 메서드 오버로딩(Overloading)과 오버라이딩(Overriding)에 대해서 정리해보자.

대학교 주관식 시험문제로 나왔던 것이 기억나고 입사 교육 때도 차이점에 대해서 배웠고 입사 후 사수가 차이점을 아느냐고 물어보기도 했었다. 시간이 지날수록 대답은 짧아져갔던 것 같다.

두 용어는 메서드와 관련된 개념인데 실제 업무를 할 때 직접 만들어 써 본 적은 없다. (만들어져 있는 것은 보았어도 ex. println())

하지만 대학교 시험문제에 나왔던것 중에 중요하지 않았던 것은 없었다. 아니 대학교에서 배운 것들 전부.

0. 메서드 오버로딩 & 오버라이딩

두 개념은 자바의 핵심 개념이고 알아둘 필요가 있다.

개념을 정확하게 알고 손 코딩할 수 있을 정도의 예제도 알아두자!

1. 메서드 오버로딩(Method Overloading)

사전적 의미로 보면 메서드가 적재가 된다. 쌓인다. 여러 개다. 등으로 보인다.

Java Docs에서 검색해보았더니 아래와 같다.

메서드 네이밍에 대해서 설명하다 메서드 오버로딩이라는 단어가 나왔다.

메서드는 클래스 안에서 유니크한 이름을 가진다. 그

러나 다른 메서드와 같은 이름을가질 수도 있다.왜? 메서드 오버로딩 때문에!

즉, 같은 이름을 가진 메서드를 오버로딩된 메서드라고 한다.

자바 언어는 오버로딩 메서드를 지원하고 다른 메서드 시그니처를 가진 메서드를 구별할 수 있다.(메서드 시그니처는 메서드명과 파라미터를 말한다) 이 말은 한 클래스 내에 있는 메서드는 같은 이름을 가질 수 있는데 그 메서드가 다른 파라미터 리스트를 가졌을 경우라고 설명되어 있다. 그리고 인터페이스와 상속 부분에서 좀 더논의될 거라고 한다.

예제 코드를 두고 설명을 하고 있다. DataArtist라는 클래스에 같은 이름을 가진(draw) 메서드가 존재하는데존재하는데 그러기 위해서는 각메서드들은서로 다른 argument가 필요하다. (여기서 argument가아니라 parameter 일 것 같다는 생각이드는데... 자바독이 잘못되었을 리는 없을 것 같고같고 누가 좀 알려주세요.)

아래 예제에서 보듯이 같은 draw 메서드명을 사용하였지만 각각 String s, int i, double f, int i, double f와 같이 각기 다른 argument를 사용하기 때문에 에러가 발생하지 않고 구별할 수 있다. 만약 같은 argument를 사용한다면 에러가 발생한다. 왜냐하면 자바 컴파일러도 구분할 수 없기 때문이다.

public class DataArtist {
    ...
    public void draw(String s) {
        ...
    }
    public void draw(int i) {
        ...
    }
    public void draw(double f) {
        ...
    }
    public void draw(int i, double f) {
        ...
    }
}

컴파일러는 리턴 타입은 고려하지 않는다. 아래와 코드와 같이 리턴 타입이 다를지라도 같은 시그니처를 가진 메서드는 선언할 수 없다.

public class DataArtist {
    ...
    public int draw(int i) {
        ...
    }
    public double draw(int i) {
        ...
    }
}

정리하자면 메서드 오버로딩은 한 클래스 내에 같은 이름의 메서드를 사용할 수 있는데 그 조건으로 arguments로 작성된 데이터 타입이 다르거나 수가 달라야 한다. 그리고 리턴 타입은 상관이 없다.

2. 메서드 오버라이딩(Method Overriding)

구글 번역기에서는 무시하는 이라고 되어있고 보통 재정의라고도 한다.

자바에서는 오버라이딩을 부모 클래스에서 정의한 메서드를 자식 클래스에서 변경하는 것이라고 한다. 그리고 변경하기 위해서는 자식 클래스가 부모 클래스를 상속해야 한다.

아래 Vehicle이라는 클래스가 있다.

public class Vehicle {

    public String accelerate(long km){
        return "The vehicle accelerate at : " + km + " km.";
    }

    public String stop(){
        return "The vehicle has stopped.";
    }

    public String run(){
        return "The vehicle is running.";
    }
}

그리고 Vehicle 클래스를 상속받는 Car 클래스가 있다.

public class Car extends Vehicle {
    public String accelerate(long km){
        return "The car accelerate at : " + km + " km.";
    }
}

메인 메서드에서 Car 클래스의 accelerate 메서드를 실행하면 결과는 "The car accelerate at : 100 km."가 나온다.

public class Main{
    public static void main(String arg[]){
        System.out.println("Test Overriding!");
        Car car = new Car();
        System.out.print(car.accelerate(100));
    }
}

부모 클래스(Vehicle)의 accelerate 메서드를 자식 클래스(Car)에서 재정의(오버로딩)한 것이다.

여기서도 조건이 있다.

메서드 명이 같아야 하고 파라미터와 리턴 타입이 같아야 한다는 것이다.

(위 오버라이딩 내용은 인스턴스 메서드의 경우이고 static 메서드의 경우는 조금 다르다.)

참고

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/methods.html (메서드 오버로딩)

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/override.html (메서드 오버라이딩)

IntelliJ IDEA에서 JUnit을 추가하고 테스트 코드를 작성해보자.

아래 코드는 Java의 메서드 오버로딩 예제 코드이다.

Main.java

public class Main {
    public static void main(String arg []){

        Multiplier multiplier = new Multiplier();

        System.out.println(multiplier.Multiply(2,6));

        System.out.println(multiplier.Multiply(2,3,4));

    }
}

Multiplier.java

public class Multiplier {

    public int Multiply(int a, int b){
        return a * b;
    }

    public int Multiply(int a, int b, int c){
        return a * b * c;
    }
}

위 코드에서 Multiplier 클래스가 잘 작동되는지 JUnit을 통해 테스트해보자!

0. 테스트 폴더 생성

먼저 가장 상위 폴더인 프로젝트(TestOverloading) 폴더에서 우클릭하여 New - Directory를 클릭한다.

테스트 클래스 파일을 저장할 디렉터리를 생성한다.

1. 테스트 폴더 지정

테스트 폴더를 생성 후 다시 가장 상위 폴더인 프로젝트명 폴더에서 우클릭하여 Open Module Settings를 클릭한다.

생성한 테스트 폴더를 Test Source Folders로 지정하기 위해 test 폴더를 선택한 뒤 Mark as에서 Tests를 선택한다.

test 폴더가 Test Source Folders로 지정이 되면 아래와 같이 초록색 폴더로 바뀐다.

2. 테스트 코드 작성

테스트를 하고자 하는 Multiplier 클래스의 클래스명 위에서 우클릭하여 Go to - Test를 클릭한다.

Create New Test... 을 클릭한다.

Testing library는 JUnit4를 선택하고 아래의 Fix 버튼을 클릭한다.

JUnit 버전을 선택하면 해당 라이브러리 파일이 다운로드된다.

테스트 클래스 파일 이름을 입력하고(보통 기존 클래스 파일명+Test) 테스트하고자 하는 메서드를 선택하고 OK 버튼을 클릭한다.

MultiplierTest.java 파일이 생성이 되고 테스트 코드를 작성한다.

@Test 어노테이션은 org.junit.Test를 import 하고

테스트를 위한 assertXXX 메서드를 사용하기 위해서는 org.junit.Assert.*를 import 해야 한다.

(multiply() 메서드는 문제없이 테스트를 통과할 것이고 multiply1() 메서드는 실제값이 틀렸기 때문에 에러가 발생할 것이다. - 네거티브 테스트)

import org.junit.Test;

import static org.junit.Assert.*;

public class MultiplierTest {

    @Test
    public void multiply() {
        Multiplier multiplier = new Multiplier();
        assertEquals(multiplier.Multiply(8,9),72);
    }

    @Test
    public void multiply1() {
        Multiplier multiplier = new Multiplier();
        assertEquals(multiplier.Multiply(2,3,4),20);
    }
}

초록색 화살표를 클릭하여 테스트를 실행한다.

하단 콘솔 창에서 테스트 결과를 확인할 수 있습니다. 예상대로 multiply1() 메서드는 테스트 실패했다.

실제값을 수정하고 재 테스트하여 테스트가 성공적으로 실행되었음을 확인할 수 있다.

이상 IntelliJ IDEA에서 JUnit을 추가하여 테스트 코드까지 작성해보았다.

생성하는 클래스마다 테스트 클래스를 작성하여 문제가 없음을 확인하는 습관이 필요하다 :)

원래 이클립스를 사용했었는데 이번에 IntelliJ IDEA를 사용해보려한다.

IntelliJ IDEA는 이미 설치된 상태이고

IntelliJ IDEA에 프로젝트와 HelloWorld를 출력하는 클래스를 생성해보자.

0. Java 버전과 IntelliJ IDEA 버전

1. 프로젝트 및 클래스 생성

IntelliJ IDEA를 실행합니다. 그리고 첫 화면에서 Create New Project를 클릭한다.

왼쪽 메뉴에서 Java를 선택하고 Project SDK는 1.8을 선택한다. 여기서 Project SDK는 Java 버전을 의미한다.

그리고 Next를 클릭한다.

빠르게 Hello World를 출력할 수 있는 지름길(템플릿)을 선택하지 않고 Next를 클릭한다.

프로젝트 이름을 입력하고 Next 버튼을 클릭한다.

입력한 이름으로 된 프로젝트가 생성되었다.

프로젝트 폴더 하위 src 폴더에 Java Class를 생성한다.

클래스의 이름을 입력하고 OK 버튼을 클릭한다.

2. 메인 메서드 생성 및 출력문 입력

클래스에 메인 메서드를 생성하고 "Hello World" 출력문을 입력한다.

public class CreateClass { 
     public static void main(String args[]) { 
          System.out.println("Hello World"); 
     }
}

메인 메서드 왼쪽의 초록색 화살표를 클릭하여 메인 메서드를 실행한다.

IntelliJ IDEA의 하단 콘솔 창에 Hello World가 출력됨을 확인할 수 있다.

프로젝트 생성 시 Java Hello World 템플릿을 이용하면 위 코드를 직접 입력할 필요가 없다.

이상 IntelliJ IDEA에서 프로젝트와 Java Class를 생성하여 Hello World를 출력해보았다.

내용 중 수정이 필요한 부분이 있을 경우 댓글 달아주세요 :)