[JAVA] 3. 객체 지향 프로그래밍

'김영한의 실전 자바' 강의를 보고 정리하였습니다.

 

절차 지향 프로그래밍 1 - 시작

프로그래밍 방식은 크게 절차 지향 프로그래밍과 객체 지향 프로그래밍으로 나눌 수 있다.

 

절차 지향 프로그래밍

• 절차 지향 프로그래밍은 이름 그대로 절차를 지향한다. 쉽게 말해서 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 말해서 객체를 중요하게 생각하는 방식이다.
• 객체 지향 프로그래밍은 실제 세계의 사물이나 사건을 객체로 보고, 이러한 객체들 간의 상호작용을 중심으로 프로그래밍 하는 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 음악 플레이어 1

public class MusicPlayerMain1 {

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

        // 음악 플레이어 켜기
        isOn = 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);

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

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

위 코드는 순서대로 프로그램이 작동하도록 단순하게 짜여진 절차 지향 코드이다. 이 코드를 점진적으로 객체 지향에 맞추어 변경해 볼 것이다 !

 

절차 지향 프로그래밍 2 - 데이터 묶음

 MusicPlayerData 클래스를 만들고, 음악 플레이어에 사용되는 데이터들을 여기에 묶어서 멤버 변수로 사용하자.

 

절차 지향 음악 플레이어 2

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

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

 

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);

        // 음악 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.");
    }
}

 MusicPlayerData 클래스를 사용하도록 기존 로직을 변경했다. 이후에 프로그램 로직이 더 복잡해져서 다양한 변수들이 추가되더라도 음악 플레이어와 관련된 변수들은 MusicPlayerData data 객체에 속해있으므로 쉽게 구분할 수 있다.

 

절차 지향 프로그래밍3 - 메서드 추출

 위 코드에는 아직 중복되는 부분들이 있다. 그리고 각각의 기능은 이후에 재사용 될 가능성이 높다.

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

 이 기능들을 메서드를 사용해서 구분해보자.

public class MusicPlayerMain3 {

    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);
        
        // 음악 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 모듈화 되었다.

 

위 코드의 장점

• 중복 제거: 로직 중복이 제거되었다. 같은 로직이 필요하면 해당 메서드를 여러 번 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.

 

절차 지향 프로그래밍의 한계

 지금까지 작성한 코드에는 한계가 있다. 바로 데이터와 기능이 분리되어 있다는 점이다. 이렇게 데이터와 기능이 분리되어 있으면 유지보수 관점에서도 관리 포인트가 2곳으로 늘어난다.

 우리는 이 한계를 객체 지향 프로그래밍으로 개선할 수 있다. 데이터와 기능을 온전히 하나로 묶어서 사용할 수 있다는 것이다.

 

클래스와 메서드

클래스 내부에는 데이터인 멤버 변수 뿐 아니라 기능 역할을 하는 메서드도 포함할 수 있다.

public class ValueObject {

    int value;

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

 이 클래스에는 데이터인 value와 해당 데이터를 사용하는 기능인 add() 메서드를 함께 정의했다.

 

public class ValueObjectMain {

    public static void main(String[] args) {
    
        ValueObject valueData = new ValueObject();
        valueData.add();
        valueData.add();
        valueData.add();
        System.out.println("최종 숫자 = " + valueData.value);
    }
}

 

실행 결과

1) 인스턴스 생성

ValueObject valueObject = new ValueObject();

 valueObject라는 객체를 생성했다. 이 객체는 멤버 변수 뿐만 아니라 내부에 기능을 수행하는 add() 메서드도 함께 존재한다.

 

2) 인스턴스의 메서드 호출

 객체에 . (dot)을 찍어서 접근한 후 원하는 add() 메서드를 호출했다.

 add() 메서드를 호출하면 메서드 내부에서 value++을 호출하게 된다. 이때 value에 접근해야 하는데, 기본으로 본인 인스턴스에 있는 멤버 변수에 접근한다.

 

정리

• 클래스는 속성(데이터, 멤버 변수)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

 음악 플레이어의 데이터와 기능을 하나로 묶어서 음악 플레이어라는 개념을 온전히 하나의 클래스에 담아보자. 음악 플레이어가 어떤 속성(데이터)을 가지고 어떤 기능(메서드)을 제공하는지 이 부분에 초점을 맞추어야 한다.

 '음악 플레이어를 만드는 것'과 '음악 플레이어를 사용하는 것'을 분리해서 생각하자 !

 

음악 플레이어

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

 

객체 지향 음악 플레이어

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.

 

public class MusicPlayerMain4 {

    public static void main(String[] args) {
    
        MusicPlayer player = new MusicPlayer();

        // 음악 플레이어 켜기
        player.on();
        
        // 볼륨 증가
        player.volumeUp();
        
        // 볼륨 증가
        player.volumeUp();
        
        // 볼륨 감소
        player.volumeDown();
        
        // 음악 플레이어 상태
        player.showStatus();
        
        // 음악 플레이어 끄기
        player.off();
    }
}

실행 결과

 이제 MusicPlayer의 기능이 필요할 때마다 해당 기능(메서드)을 호출하기만 하면 된다. 필요한 모든 것은 MusicPlayer 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. 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 캡슐화라 한다.

 

 객체 지향 프로그래밍 덕분에 코드가 더 읽기 쉬운 것은 물론이고, 속성과 기능이 한 곳에 있기 때문에 변경도 더 쉬워진다.