객체지향 기초 개념 정리

 

참고

• https://en.wikipedia.org/wiki/Object_(computer_science)

 

객체란?

객체 지향 프로그래밍에서 객체가 뜻하는건 무엇일까요?

• 보통 객체지향에서 객체는 변수, 함수, 데이터 구조의 혼합을 뜻합니다. C언어의 Structure에서 메서드가 추가되었다고 생각하면 편합니다. (엄밀히 따지면 더 복잡하지만)

• 특히 Class 기반의 객체 지향 프로그래밍 언어에서 Class에 의해 생성된 Instance를 나타냅니다.

 

 

객체지향프로그래밍이란?

그러면 객체 지향 프로그래밍은 또 뭘까요?

• OOP는 현실세계의 객체들을 모델링하고 그런 객체들끼리 상호작용하는 프로그램을 개발하는 패러다임입니다.

• 객체들의 상태와 행동을 캡슐화해서 코드의 재사용성, 유지보수성, 확장성을 높이는 걸 목적으로 합니다.

• 따라서, 객체 지향 프로그래밍은 객체들을 중심으로 코드를 구성하여 높은 추상화 수준을 제공하고 코드의 구조화와 관리를 용이하게 합니다.

 

 

객체지향의 특징

• 추상화 (Abstraction)

  • 네이버 지식백과에서 설명하는 추상화 - https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3607505&cid=58598&categoryId=59316

  • 객체지향프로그래밍에서 추상화는 복잡한 현실 세계의 개념을 단순화하고 모델링하는 것을 의미합니다.

  • 즉, 객체들의 공통된 속성과 행동을 추출해 상위 개념을 정의하고, 이를 기반으로 하위 개념들을 생성하는 과정입니다.

  다음은 TypeScript에서 추상화를 구현한 예제입니다.

  interface Vehicle {
    speed: number;
    move(): void;
  }
  
  class Car implements Vehicle {
    speed: number;
    constructor(speed: number) {
      this.speed = speed;
    }
    move(): void {
      console.log("The car is moving at " + this.speed + " km/h.");
    }
  }
  
  class Bicycle implements Vehicle {
    speed: number;
    constructor(speed: number) {
      this.speed = speed;
    }
    move(): void {
      console.log("The bicycle is moving at " + this.speed + " km/h.");
    }
  }
  
  const car = new Car(100);
  const bicycle = new Bicycle(20);
  
  car.move(); // The car is moving at 100 km/h.
  bicycle.move(); // The bicycle is moving at 20 km/h.

  위 예시에서 Vehicle이라는 인터페이스를 선언하고, Car 클래스와 Bicycle 클래스가 이를 구현하고 있습니다. Vehicle 인터페이스는 speed 속성과 move 메서드를 정의하고 있으며, 이 두 속성과 메서드는 Car 클래스와 Bicycle 클래스에서 모두 구현되고 있습니다.

  이처럼 인터페이스를 통해 공통된 속성과 행동을 추상화하고, 이를 구현한 클래스들에서 공통된 코드를 재사용함으로써, 소프트웨어의 유지보수성과 확장성을 높일 수 있습니다.

• 상속 (Inheritance)

  • 객체 지향 프로그래밍에서 상속은 부모 클래스가 가지고 있는 속성과 메서드를 자식 클래스에서 물려받아 사용할 수 있는 개념입니다.

  • 자식 클래스는 부모 클래스의 기능을 그대로 상속받을 뿐 아니라, 필요에 따라 새로운 속성과 메서드를 추가하거나, 부모 클래스의 기능을 재정의할 수도 있습니다.

  • 상속은 클래스 간의 계층 구조를 만들어 코드의 재사용성을 높이고, 클래스 간의 관계를 명확하게 해줍니다.

   

  TypeScript에서 상속을 사용한 예시 코드는 다음과 같습니다.

  class Vehicle {
    speed: number;
    constructor(speed: number) {
      this.speed = speed;
    }
    move(): void {
      console.log("The vehicle is moving at " + this.speed + " km/h.");
    }
  }
  
  class Car extends Vehicle {
    constructor(speed: number) {
      super(speed);
    }
  }
  
  class Bicycle extends Vehicle {
    constructor(speed: number) {
      super(speed);
    }
    move(): void {
      console.log("The bicycle is moving at " + this.speed + " km/h.");
    }
  }
  
  const car = new Car(100);
  const bicycle = new Bicycle(20);
  
  car.move(); // The vehicle is moving at 100 km/h.
  bicycle.move(); // The bicycle is moving at 20 km/h.

  Car 클래스와 Bicycle 클래스 모두 공통적인 특성을 가지고 있습니다. 속도나 움직이는 행동이 있습니다. 따라서 Vehicle 클래스를 정의해서 speed라는 속성을 정의하고 move라는 메서드를 정의했습니다. 그리고 Car와 Bicycle 클래스가 상속을 받도록 해서 중복되는 특성을 편하게 받을 수 있도록 했습니다.

• 다형성 (Polymorphism)

  • 객체 지향 프로그래밍에서 다형성(Polymorphism)은 같은 이름의 메서드나 연산자가 다른 클래스의 인스턴스에서 다르게 동작하는 능력을 말합니다.

  • 즉, 하나의 인터페이스나 추상 클래스를 여러 클래스가 구현하고, 이를 사용하는 코드에서는 여러 클래스의 객체를 동일한 타입으로 처리할 수 있는 능력입니다.

  다형성을 이용하면, 코드의 재사용성과 확장성을 높일 수 있습니다. 예를 들어, 다양한 도형(원, 삼각형, 사각형 등)이 있을 때, 각 도형의 면적을 계산하는 메서드를 구현할 때, 다형성을 이용하면 여러 도형 클래스에서 이 메서드를 구현할 수 있습니다. 이렇게 하면, 코드의 재사용성이 높아지며, 새로운 도형 클래스를 추가해도 기존 코드의 수정이 필요 없습니다.

  TypeScript에서는 인터페이스나 추상 클래스를 이용하여 다형성을 구현할 수 있습니다. 다음은 TypeScript에서 다형성을 구현한 예시 코드입니다.

  interface Shape {
    getArea(): number;
  }
  
  class Rectangle implements Shape {
    width: number;
    height: number;
    constructor(width: number, height: number) {
      this.width = width;
      this.height = height;
    }
    getArea(): number {
      return this.width * this.height;
    }
  }
  
  class Circle implements Shape {
    radius: number;
  
    constructor(radius: number) {
      this.radius = radius;
    }
  
    getArea(): number {
      return Math.PI * this.radius * this.radius;
    }
  }
  
  function printArea(shape: Shape): void {
    console.log("The area is " + shape.getArea());
  }
  
  const rectangle = new Rectangle(10, 20);
  const circle = new Circle(5);
  
  printArea(rectangle); // The area is 200
  printArea(circle); // The area is 78.53981633974483

  위 코드에서는 Shape 인터페이스를 정의하고, Rectangle 클래스와 Circle 클래스가 이를 구현하고 있습니다. 이 때, 각 클래스에서는 getArea 메서드를 구현하고 있습니다. printArea 함수는 Shape 타입을 매개변수로 받으며, 이를 구현한 Rectangle 클래스와 Circle 클래스의 인스턴스를 모두 전달할 수 있습니다. 이렇게 하면, printArea 함수에서는 각 도형 클래스에서 구현한 getArea 메서드가 동일한 이름으로 호출되며, 다형성이 구현됩니다.

• 캡슐화 (Encapsulation)

  • 객체 지향 프로그래밍에서 캡슐화(Encapsulation)란, 데이터와 데이터를 처리하는 메서드를 하나의 묶음으로 묶는 것을 말합니다.

  • 이를 통해, 데이터에 직접 접근하는 것을 제한하고, 데이터와 메서드를 함께 캡슐화된 객체의 인터페이스를 통해 사용하도록 하는 것입니다.

  캡슐화를 이용하면, 객체의 내부 구현을 외부로부터 숨길 수 있어 정보은닉(Information Hiding)이 가능해집니다. 이를 통해, 객체 간의 상호작용이 명확하게 정의될 수 있으며, 객체의 내부 구현이 변경되더라도 외부에서 영향을 받지 않도록 할 수 있습니다.

  TypeScript에서는 클래스를 이용하여 캡슐화를 구현할 수 있습니다. 클래스의 속성에는 접근 제어자(Access Modifier)를 이용하여 외부에서의 접근을 제어할 수 있습니다. 다음은 TypeScript에서 캡슐화를 구현한 예시 코드입니다.

  class BankAccount {
    private balance: number;
  
    constructor(initialBalance: number) {
      this.balance = initialBalance;
    }
  
    public deposit(amount: number): void {
      this.balance += amount;
    }
  
    public withdraw(amount: number): void {
      if (amount <= this.balance) {
        this.balance -= amount;
      } else {
        console.log("Insufficient balance");
      }
    }
  
    public getBalance(): number {
      return this.balance;
    }
  }
  
  const account = new BankAccount(1000);
  console.log(account.getBalance()); // 1000
  
  account.deposit(500);
  console.log(account.getBalance()); // 1500
  
  account.withdraw(1000);
  console.log(account.getBalance()); // 500
  
  // Cannot access 'balance' because it is private.
  // account.balance = 2000;

  위 코드에서는 BankAccount 클래스가 정의되어 있습니다. 이 클래스에는 balance 속성이 private 접근 제어자로 선언되어 있습니다. 이렇게 하면, balance 속성에는 클래스 외부에서 직접 접근할 수 없습니다. 대신에, deposit, withdraw, getBalance 메서드를 이용하여 balance 속성에 간접적으로 접근할 수 있습니다. 이렇게 하면, balance 속성의 값을 클래스 외부에서 보호할 수 있습니다.