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[JAVA] 클래스와 상속

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By Dain Kang
14 min read

클래스

  • 동족 객체를 표현하기 위한 데이터 필드(멤버 변수)와 메서드를 정의함
    • 데이터 필드는 클래스 변수(static)와 인스턴수 변수(non-static)로 나뉜다.
  • 부모 클래스의 상속, 인터페이스의 구현, 추상 클래스, final 클래스 등을 정함
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[접근제어자] class 클래스이름
  [extends 부모클래스이름] [implements 인터페이스이름]
{
  <데이터필드 선언>;
  <생성자 선언>;
  <메서드 선언>;
}

메서드

  • 헤더와 몸체로 구성됨
  • 클래스 정의 내부에 존재함
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[접근제어자] 반환형 메서드이름([자료형 인자[, 자료형 인자...]]) [throws 예외이름]
  {
    <문장>;
  }

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class Circle {
  ...
  public double getArea() {
    return this.r * this.r * 3.14;
  }
}

메서드 오버로딩

  • 매개변수의 개수나 자료형이 다르면 같은 이름의 메서드를 한 클래스에서 여러 개 정의 가능
    • 매개변수의 개수와 자료형이 일치하면 중복 정의 불가
    • 리턴형과 접근 제어자는 구분의 기준이 되지 못함
  • 메서드를 호출할 때 가장 가까운 매개변수 목록을 가진 메서드가 호출됨
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class PrintStream {
  public void println() {}
  public void println(String x) {}
}

메서드 체이닝

  • 하나의 명령문에서 동일 객체에 대해 연속적으로 메서드를 호출하는 프로그래밍 기법
  • 메서드 체이닝에 사용되는 메서드는 현재 객체의 참조값(this)을 반환해야 한다.
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p.setName('홍길동').setAge(30).setAddress("서울");

static

static 필드

  • 정적 필드 (=클래스 변수)
  • 클래스의 모든 객체가 공유하는 데이터
  • 객체의 생성이 없어도 사용 가능
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class Circle {
  int x, y;
  int radius;
  static int count;
}

static 메서드

  • 정적 메서드 (=클래스 메서드)
  • static 메서드는 몸체에서 this를 사용할 수 없고 static 필드만 사용할 수 있다.
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class Math {
  public static double sqrt(double a) {
    ...
  }
}

Math.sqrt(2.0);
Integer.parseInt("120"); //parseInt는 Integer의 static 메서드

final

final 필드

  • 상수 데이터
  • 선언할 때 초기값을 지정해야 함
  • 주로 static과 함께 사용됨
  • ex) final static double PI = 3.141592;

final 메서드

  • 자식 클래스로 상속은 가능하나 자식 클래스에서 재정의(오버라이딩) 할 수 없는 메서드

필드의 초기화

  • 객체를 생성할 때 데이터 필드에 초기값을 지정하는 것
  • 데이터 필드는 자동으로 초기값(0, false 또는 null)이 주어질 수 있음
  • static 필드는 프로그램이 시작할 때 초기화 됨
  • 객체 초기화를 위해 초기화 블록 사용 가능
    • 초기값 지정을 위한 코드로 클래스 정의에서 메서드 바깥에서 사용
    • static 필드는 static 초기화 블록을 사용
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class IniTest {
  static int nStatic = 0;
  int nValue = 1;

  //초기화 블록
  {
    nValue = 2;
  }
  //static 초기화 블록
  static {
    nStatic = 1;
  }
  public IniTest() {
    nValue = 3;
  }
}

필드 초기화 실행 순서

  1. static 필드의 선언문에서 초기화
  2. static 초기화 블록 실행
  3. non-static 필드의 선언문에서 초기화
  4. non-static 초기화 블록 실행
  5. 생성자 실행

접근 제어자

  • 클래스, 데이터 필드, 메서드의 접근 범위를 제한하는 키워드 (정보 은닉)
  • public: 모든 클래스에서 사용 가능
  • protected: 같은 패키지와 자식 클래스에서 사용 가능
  • 접근 제어자 생략: 같은 패키지에 있는 클래스에서 사용 가능
  • private: 같은 클래스에서만 사용 가능
  • 클래스에 접근 제어자를 사용할 때는 private과 protected는 내부 클래스에만 사용 가능
Alpha 클래스에서 멤버 선언Alpha (public 클래스)같은 패키지에 있는 다른 클래스다른 패키지에 있는 Alpha의 자식 클래스다른 패키지에 있는 클래스
public사용 가능사용 가능사용 가능사용 가능
protected사용 가능사용 가능사용 가능X
생략된 경우사용 가능사용 가능XX
private사용 가능XXX

생성자 (constructor)

  • new 키워드를 사용하여 객체를 생성할 때 자동으로 실행되는 메서드
  • 객체 필드 값의 초기화나 메모리 할당 등을 작업
  • ex) Circle c = new Circle(5);
    • new 연산자를 이용하여 객체를 생성(메모리 할당)하고 생성자가 호출(데이터 필드의 초기화)되면서 객체의 참조값을 변수에 대입
  • 반환형을 지정할 수 없음
  • 생성자 이름은 클래스 이름과 같음
  • 접근 제어자는 보통 public
  • 한 클래스에서 여러 생성자를 정의할 수 있음 (생성자 오버로딩)
    • 매개 변수의 개수와 자료형으로 구분
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class Circle {
  double r;
  public Circle(double a) { //생성자
    r = a;
  }
  public double getArea( ) {
    return r * r * 3.14;
  }
  public double getRadius( ) {
    return r;
  }
}

public class Main {
  public static void main(String args[ ]) {
    Circle c = new Circle(5.0); //객체 생성 -> 생성자 호출
    System.out.println(c.r);
    System.out.println(c.getArea());
  }
}

기본 생성자 (default constructor)

  • 인자가 없는 생성자를 기본 생성자라고 함
  • 클래스에 생성자를 정의하지 않으면 컴파일러가 아래와 같은 기본 생성자를 자동으로 만들어 줌
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public Circle() {}

this

  • this는 현재 객체에 대한 참조값을 가짐
  • 인스턴스 메서드나 생성자에서 필드를 참조하거나 메서드를 호출할 때 사용 가능
  • 메서드 호출 시 숨은 인자로 this가 메서드에 전달됨
  • 생략 가능
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class Circle {
  static double PI = 3.14;
  double radius;
  ...
  public double getArea() {
    return this.radius * this.radius * PI;
  }
  public void display() {
    System.out.println("반지름:" + this.radius + " 면적:" + this.getArea());
  }
}

this()

  • 클래스 안에 여러 생성자가 있을 때, 생성자 안에서 다른 생성자를 호출하는 것
  • 생성자 몸체의 첫 줄에 위치해야 함

클래스 합성

  • 클래스를 정의할 때 기존 클래스를 데이터 필드의 자료형으로 사용
  • has-a 관계
  • ex) class Line { Point begin, end; ... }

상속

  • extends 키워드를를 사용하여 기존 클래스(부모)를 사용하여 새로운 클래스(자식)을 정의
  • 코드의 중복 작성을 줄이고 기존 클래스를 확장 or 특화
  • 자식 “is-a” 부모 관계
    • ex) Dog(자식) is a Animal(부모)
  • 클래스의 상속은 단일 상속만 가능
    • 인터페이스 상속은 다중 상속 가능

상속 클래스의 자료형

  • 객체가 부모 클래스형이면 부모 객체와 자식 객체를 가리킬 수 있다.
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class Shape {
  public double getArea(double h, double w) {
    return h * w;
  }
}

class Triangle extends Shape {
  public double getArea(double h, double w) {
    return h * w * 0.5;
  }
}

public class Main {
  public static void main(String args[]) {
    Shape t = new Triangle(); //Shape 객체와 Triangle 객체를 가리킬 수 있다.
    System.out.println(t.getArea(3.0, 4.0));
  }
}

접근 제어자

  • 자식 클래스에서 부모 클래스의 private 데이터 필드에 접근할 수 없다.
  • 부모 클래스의 private 변수를 사용하는 public 메서드를 호출하는 것은 가능하다.
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public class CSuper {
	public int f1;
	private int f2;

	public void setPublic(int i) {
		f1 = i;
	}
	public void setPrivate(int i) {
		f2 = i;
	}
	private void mPrivate() {
		f2 = 30;
	}
}

public class CSub extends CSuper {
	public int f3;
	private int f4;

  public void getPrivate() {
		System.out.println(f2); //오류 - private 데이터 필드
	}
}

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public class Main {
  public static void main(String args[]) {
    CSub sub = new CSub();

    sub.f1 = 40;
    sub.f2 = 50; //오류 - private 데이터 필드
    sub.f3 = 60;
    sub.f4 = 70; //오류 - private 데이터 필드
    sub.setPublic(10);
    sub.setPrivate(20); //호출 가능
    sub.mPrivate(); //오류 - private 메서드
  }
}

메서드 오버라이딩

  • 부모 클래스로부터 상속받은 메서드의 몸체를 자식 클래스에서 재정의하는 것
  • 부모와 자식에서 같은 이름의 메서드가 다른 기능을 수행하게 됨
  • 메서드의 이름, 인자의 개수와 자료형, 반환형이 같은 메서드를 정의
    • 단, 반환형은 서브 타입(상속 관계에서 자식 클래스)도 가능함
  • 접근 제어자는 같거나 더 넓어져야 함
    • 부모가 protected인 경우 자식은 protected 또는 public 가능
    • 부모가 public인 경우 자식은 public만 가능

super

  • this와 같으나 자료형이 부모 클래스형
  • 자식 클래스의 인스턴스 메서드나 생성자에서 사용됨
  • static 메서드에서 사용할 수 없음
  • 오버라이딩한 부모 클래스의 메서드를 호출하거나, 상속되었으나 감춰진 필드에 접근할 때 필요
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class CSuper {
	public int x = 0;

	public void f() {
    System.out.println("CSuper");
  }
}

class CSub extends CSuper {
	public int x = 1;

	public void f() {
    System.out.println("CSub");
  }
  public void print() {
		System.out.println(this.x); //1
    this.f(); //CSub

		System.out.println(super.x); //0
    super.f(); //CSuper
	}
}

super()

  • 자식 클래스의 생성자에서 부모 클래스의 생성자를 호출하여 상속받은 데이터 필드를 초기화
  • 자식 클래스의 생성자 몸체의 첫 줄에 부모 생성자의 명시적 호출이 없다면, 인자가 없는 생성자인 super()가 자동 호출됨
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class Cylider extends Circle {
  private double height;
  static final double PI = 3.14;

  public Cylinder() {
    super(); //인자가 없는 생성자
  }
  public Cylinder(double radius, double h) {
    super(radius); //인자가 있는 생성자
  }
}
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