Java

[Java Programming] 4.2 클래스와 인스턴스

코딩펭귄 2024. 1. 22. 17:48

객체지향 프로그래밍에서 가장 중요한 개념 :  '클래스'

객체지향 프로그래밍(OOP)

- 수행 과제나 문제를 실제 세계의 객체로 표현해 사람이 알기쉽게 풀어나갈 수 있는 방법

 

객체

- 클래스를 변수로 만드는 것

- 객체 = 인스턴스라고 부름

- 클래스를 인스턴스로 만드는 과정 = 인스턴스화 (= '생성자 메소드'를 호출하는 것)

 

클래스

- 존재할 수 있는 사물을 추상화 시켜놓은 개념

- Java에서는 Reference Type 자료형에 해당됨

기술적/논리적 측면으로 보는 class

1) 기술적인 측면 : 변수와 메소드를 하나로 묶어놓은 개념 

                              -> 자바프로그래밍 언어의 근본개념 : 모든코드는 class로 작성되어야한다!

    ex) 형태는 변수로 표현한다 (멤버변수, 인스턴스 필드)

          행동은 메소드로 표현한다(인스턴스메소드)

2) 논리적인 측면 :  설치류, 포유류, 조류, 어류등과 같이 공통된 형태나 행동 등으로 분류해 놓은것

     ex)포유류 : 젖샘이 있다(형태), 수유를 한다(행동)

(결국, 기술적/논리적 측면 모두 같은 표현임)

 

실세계에 존재하는 모든 질량이 있는 사물은 : 1. 속성, 2. 기능(행동) 으로 표현이 가능함

- 속성 : 사물이 가지는 여러 특성 / 특징

          ex) 자동차의 속성 : 시동여부, 속도

- 기능 : 클래스(객체)가 할수있는 기능(행동)을 말함 -> 속성에 있는 것들로만 기능 만들수 있음

          ex) 자동차의 기능 : 시동버튼을 눌러 시동을 건다, 가속페달을 밟는다 등등

 

클래스를 만드는 이유

= reference type의 '자료형' 을 만들기 위해

ex) String grade = "A"; / Scanner keyboard = new Scanner(); / Math / Integer / Short ...등등

- 클래스 만들때 규칙 : 대문자로 시작한다

(primitive type : int short, boolean ... 등등은 소문자로 시작. 그 외의 자료형은 모두 대문자로 시작함)

 

 

클래스는 실제로 사용하기위해서는

-> Instance(클래스를 가지고 만든 변수)로 만들어야 사용가능함

ex) (Class) 표유류  -> (Insatnce) 코끼리, 사자 만든다

- reference type의 인스턴스를 만드는 방법 -

  Class instance = new Class();
ex) 포유류 사자 = new 포유류();
변수 = 인스턴스 ?!

- 변수 : primitive type (int, long, boolean..)으로 만든것

- 인스턴스 : 그 외 클래스로 만든것들 : reference type으로 만든것

                   (단, String grade = ""; 은 예외적으로 값을 바로 할당시킬수 있음)

 

<클래스의 속성>

- '변수'로 정의

- 멤버변수, 인스턴스 필드 라고 부름

<클래스의 기능>

- 메소드 로 정의(= 인스턴스 메소드 라고 부름)

 

다양한 변수의 명칭들
변수 종류 (이름) 사용 형태 의미
지역변수(local variable) int score = 0;  메소드 내부에서 정의한 변수들
parameter, arguments main( String[] args ){} 파라미터 내부에서의 변수
멤버변수, 인스턴스 필드 int age; 클래스 내부에서 만든 변수

- 범위 : 지역변수 < 파라미터 < 멤버변수(인스턴스 필드)

 

<멤버변수 대상>

- 인스턴스 메소드의 영향을 받는 변수들

- 영향을 받지않는 변수는 제거하거나 상수로 변경해야함

- 일부 멤버변수는 메소드의 실행상태를 제어하기도 함

- 멤버변수에는 값을 할당하지 않음!! (기본값이 채워지게 놔두는것 ex) int : 0, boolean : false & 인스턴스마다 다른값을 가지기 때문)

 

 

return의 의미2가지 : 1. 반환, 2. 즉시 해당 메소드 종료

 

한번 호출할때마다 press 만큼 속력이 추가가 됨

 

 

1. 클래스를 변수로 사용하려면, 인스턴스로 만들어야 함
 ex) new Car(); // Car 클래스를 인스턴스로 생성
2. 인스턴스가 만들어지면 변수에 할당해야 사용할 수 있음
ex) Car car = new Car(); // 인스턴스를 만들어 Car 타입의 car 변수에 할당
3. Reference Type의 변수는 “인스턴스＂라고 부름
  ex) Car 클래스는 Reference Type이므로 car 변수는 인스턴스입니다
4. Reference Type의 인스턴스는 Primitive Type에는 없는 특별한  점 연산자 (“ . ” )를 사용할 수 있음
  ex)car.pressEngineStartButton(); -> car 인스턴스의 pressEngineStartButton 메소드를 실행하라고 하는 명령

 

 

Reference Type?

- “메모리 참조타입” 을 말함

- 여러 변수들의 메모리 공간을 종류별로 묶어 그 주소를 참조

- 연속해서 쓰여져 있다

Primitive Type vs Reference Type
Primitive Type Reference Type
항상 값을 참조 항상 메모리 주소 (메모리 묶음) 를 참조
숫자 문자열
문자 (한글자) 배열
true / false primitive type을 제외한 모든것
정해진 Byte 크기만큼 메모리 할당 하나의 메모리로 사용할수 없음(여러개 메소드를 사용하므로)

 

학생1의 메모리주소와 학생2의 메모리주소가 동일한것을 확인할 수 있음

 

 

 

인형뽑기게임 흉내내기 예제

클래스 다이어그램

insertCoin()

  • 인형뽑기 기계에 동전을 넣습니다.
  • 동전을 넣지 않으면 doGame()은 실행되지 않아야 합니다.
  • 동전을 넣으면 isInsertCoin 변수는 true가 되어야 합니다.
  • dolls의 값이 0보다 작거나 같을 경우 isInsertCoin은 true로 변하지 않습니다.

doGame()

  • isInsertCoin이 true 일 때 만 게임을 진행합니다. (아니면 return)
  • 만약, 인형을 뽑았다면 1을 반환하고
  • 뽑지 못했다면 0을 반환합니다.
  • 반환하는 숫자는 랜덤하게 선정합니다. (math.random())
  • 1을 반환했을 경우, dolls 변수에서 1을 빼야합니다.
  • 값을 반환하기 직전에 isInsertCoin을 false로 변경해야 합니다. (게임을 또 할려면 또 코인을 넣어야 하므로)
package Hello.java;

public class DollClawMachine {
	boolean isInsertCoin;
	int dolls;

	public void isInsertCoin() {
		if (dolls > 0) {
			isInsertCoin = true;
		}
	}

	public int doGame() {

		if (isInsertCoin) {
			// Math.random()으로 0,1중 하나 랜덤하게 생성
			double randomNumber = Math.random();
			int result = (int) ((randomNumber * 10) % 2);
			if (result == 1) {
				System.out.println("인형을 뽑았습니다.");
				// 만약 인형을 뽑았을경우(result =1) dolls -1 해줌 (전체인형개수에서 빼주는것)
				dolls -= result; 
				isInsertCoin = false;
				return result;
			} 
			else {
				System.out.println("인형을 뽑지 못했습니다.");
				isInsertCoin = false;
				return 0;
			}
		}
		return 0;
	}

	public static void main(String[] args) {
		DollClawMachine game = new DollClawMachine();
		game.isInsertCoin = true;
		game.dolls = 5;
		
		game.isInsertCoin();
		int result = game.doGame();
		
		System.out.println("남은 인형 개수는 : " + game.dolls + "개 입니다.");
		System.out.println("뽑은 인형 개수는 : " + result + "개 입니다.");
	}
}

 

 

 

Math 클래스

- java.lang.Math클래스는 수학 계산에 사용할수있는 메소드(static) 제공함 -> 정적(static)이기때문에 바로사용 가능

메소드 설명 예제 리턴값
int abs(int a) 
->double도 가능		 절대값 int v1 = Math.abs(-1); v1 = 1
double ceil(double a) 올림값 double v2 = Math.ceil(5.3); v2 = 6.0
doule floor(double a) 버림값 double v3 = Math.floor(-5.3); v3 = -6.0
int max(int a, int b)
->double도 가능		 최대값 int v4 = Math.max(5, 9); v4 = 9
int min(int a, int b)
->double도 가능 		최소값 int v5 = Math.min(5, 9); v5 = 5
double random() 랜덤값 double v6 = Math.random(); 0.0 <= v6 < 1.0
double rint(double a) 가까운정수의 실수값 double v7 = Math.rint(5.7); v7 = 6.0
long round(double a) 반올림값 long v14 = Math.round(5.3); v14 = 5

 

*Math.random()*

- 0.0 (포함) ~ 1.0(미포함) 범위에 속하는 하나의 double타입 값 리턴

- Math.random()을 이용해서 1~10까지의 난수를 얻는 과정

1. 각변에 10을 곱한다 -> 0.0 <= Math.random() * 10 < 10.0 범위의 double타입 값 얻음

2. 각 변을 int타입으로 강제 형변환 -> 0 <=  (int)  Math.random() * 10  < 10 범위의 하나의 int값

3. 각 변에 +1 -> 1 <= (int)Math.random() * 10 + 1 < 11 범위의 정수

 

*Math.round()*

- 소수점 첫째자리에서 반올림해서 정수값 리턴

- 원하는 소수 자릿수에서 반올림된 값 얻기 위해서는 :  반올림할 자릿수가 소수점 첫째자리가 되도록 10(n승) 을 계속 곱해주고 -> round() 메소드의 리턴값을 얻은 후 -> 다시 10(n승).0 을 나눠주면 됨