남궁찬

질문이나 피드백 감사합니다.

객체지향 프로그래밍과 설계(1)

업데이트:

POCU의 개체지향 프로그래밍 및 설계 강의를 듣고 정리한 내용입니다.

메인 함수

최고 레벨의 public 클래스는 하나만!

  • 한 .java파일에는 최고 레벨 public 클래스가 하나만 있어야 함.
  • 둘 이상일 경우 컴파일 에러

클래스 안에 다른 클래스를 넣을 수 있음 (nested class)

  • public이어도 상관 없음

main 함수

public static void main(String[] args) {
  ...
}
  • 프로그램의 entry point
  • 반드시 signature대로 만들어야 함
    • 그렇지 않으면 런타임 에러
  • String[] args
    • 문자열 배열
    • 커맨드 라인으로부터 받은 인자

출력문과 가변 인자

System.out.println("Hello POCU");

  • System : 클래스
  • out : System 클래스의 static 멤버 변수
    • out의 자료형은 PrintStream클래스
    • 즉, out은 object
    • printStream은 자바의 표준 출력 스트림

println()은 문자열, 숫자, 문자 등을 출력 가능

  • 함수 오버로딩이 적용되어 있다.

java에도 printf()가 있다

System.out.printf("%s's score : %d\n", "Chan", 19)
  • format()메서드를 사용해도 동일하게 동작
  • 문자열 포맷팅 가능

올바른 개행문자 추가 방법

public static String lineSeparator();

System.out.printf("%s's score :%d%s", "chan", 19, System.lineSeparator());
  • 플랫폼에 맞는 개행문자를 반환하는 메서드
    • linux : \n
    • windows : \r\n

가변 인자

public PrintStream printf(Stirng format, Object... args);
// <자료형>... <매개변수 이름>
public void printNames(String... name) {...} // String 타입만 전달
public void printScores(int... score) {...}

패키지

package <패키지 경로>;

  • 연관된 클래스들끼리 묶는 기법(namespace)

종류

  • built-in 패키지
    • 이름이 java로 시작하는 패키지들
  • 프로그래머가 만든 패키지

목적

  • 이름 충돌 문제를 피할 수 있게 해 줌

패키지 이름 짓기

  • 중복을 최소화해야 함
  • 보통 회사의 도메인명을 패키지 이름에 사용(역순으로)
    • package acadamy.pocu.<패키지 이름>;

패키지명과 똑같은 폴더 트리에 .java 파일을 넣어야 함

  • pjt/src/academy/pocu/Hello.java
  • src : 모든 .java 파일이 들어가는 폴더

빌드 및 실행

pjt - src - academy - pocu - Hello.java
  ㄴ- class - academy - pocu - Hello.class

javac : 자바 컴파일러 javac -d <컴파일 결과를 저장할 경로> <컴파일할 .java 파일>

  • .class : 바이트 코드가 들어 있음
    • 기계어 아님. 특별한 명령어
  • -d : .class 파일을 저장할 경로

java 명령어

java -classpath <class 파일 위치> <클래스 이름>

  • .class의 바이트 코드를 실행하는 명령어
  • <클래스 이름>
    • 실행할 .class파일 이름
    • 반드시 main함수 있어야 함

클래스 이름 앞에 반드시 패키지 이름을 붙여야 함

배포하기

라이브러리, 프로그램 모두 .jar파일을 만듬

pjt - src - ...
  ㄴ- class - ...
  ㄴ- lib - <jar파일>

jar명령어

jar <option> <jar 파일 이름> <최상위 패키지 경로>

  • .jar 파일을 생성한다.
  • -cf
    • c : 생성
    • f : jar파일의 이름을 지정

Manifest 파일

  • 자바 애플리케이션의 정보를 담고 있는 메타데이터 파일
  • .jar 파일을 만들 때 같이 넣어줄 수 있음
  • .jar 파일의 시작점(메인 함수)에 대한 정보를 넣어야 함
pjt - src - academy
  |     ㄴ- Manifest.txt
  ㄴ - class - ...
    - lib - <jar파일>

// Manifest.txt
Main-Class:academy.pocu.HelloPocu
...

패키지 사용하기

import java.util.Randon;

  • java.util 패키지의 Random 클래스를 import

java.lang

  • 기본 패키지
  • 모든 .java 파일에 자동으로 임포트되는 패키지
    • import java.lang.*;
  • System은 java.lang 안에 있는 클래스 중 하나

자바의 실행 모델

코드를 컴파일 한 결과는 바이트 코드

  • 실행 파일이 아님
  • JVM이라는 특수한 프로그램이 이해하는 명령어
  • JVM이 실행 중에 최종 플랫폼에 맞는 명령어로 바꿔서 실행해줌
  • JVM에 맞게 최적화 됐지만 당연히 기계어보다는 느림

JVM

OS에 설치하는 별도의 프로그램

  • OS/디바이스마다 다른 버전을 설치
  • OS나 디바이스의 영향을 받지 않음

실행하는 방식

  • 과거에는 인터프리터 방식
  • 최신은 just-in-time 컴파일 방식
  • 여러 방식이 공존하는 형태

char, boolean, String

Char

16비트 정수형 U+FFFF 이상은 String 사용해야 함.

기본 자료형은 모두 value type

String

  • 연속된 문자를 표현하는 클래스형
  • 클래스는 언제나 참조형
  • String 클래스의 구성
    • 연속된 문자를 저장하는 메모리
    • 위 데이터를 처리할 수 있는 각종 메서드
  • 클래스형이므로 new를 이용해서 개체 생성도 가능

자바의 String은 immutable

  • 컴파일 에러 난다.

리터럴

  • int의 리터럴 : 없음
  • long의 리터럴 : L 혹은 l
    • 생략 가능
    • int의 범위보다 큰 수일 때 생략하면 컴파일 오류
      • long num4 = 123456734545890 // 컴파일 에러
  • float : F or f

  • double : D or d. 보통 생략

  • 문자 : 작은 따옴표
  • 문자열 : 큰 따옴표
  • 유니코드 : \uNNNN
  • null
    • 참조형에 사용 가능한 리터럴
    • 의미 : 참조하는 대상이 없음(Null pointer)
  • _
    • 큰 숫자의 가독성을 높이기 위해 사용
    • Java 7부터

Final 키워드

자바의 상수형 변수

final int MAX_STUDENT = 10;
MAX_STUDENT = 30; // 컴파일 에러

final 키워드를 붙일 수 있는 곳

  1. 지역 변수
  2. 클래스 멤버 변수
  3. 메서드 매개변수
  4. 클래스와 메서드

final 변수의 초기화

public class StudentManager {
  public final int MAX_STUDENT = 10;

  public void printScores() {
    final int MAX_CLASS = 5;
    ...
  }
  ...
}
  • 선언과 동시에
  • 사용하기 전에만
    • 지역 변수일 경우 실제로 final 변수를 사용하기 전에만 초기화해주면 됨.
    • 멤버 변수일 경우 생성자에서 초기화 가능.
      • 그 외의 메서드에서 초기화 할 경우 컴파일 오류 발생

주석 / 산술 연산자

Javadoc

/**
 * Returns the greater of two int values
 * @param num1 an argument
 * @param num2 another argument
 * @return the larger of num1 and num2
 */
public int max(int num1, int num2){
  return num1 > num2 ? num1 : num2;
}
  • 클래스, 메서드, 멤버변수, 인터페이스 위에 위치
  • 자동으로 Java API 문서 생성

산술 연산자

  • 기본적으로 숫자를 표현하는 자료형만 피연산자로 사용 가능
    • 예외 : 문자열 더하기
  • 불리언형에 사용 불가
  • 문자형(char)은 가능
    • 자바에서 char는 정수

대입 연산자

  • value type일 경우 값을 복사
  • reference type일 경우 주소를 복사 (swallow copy)

String 도 클래스니 reference type

  • 대입 연산자는 value를 바꾸지 않는다.
  • 대신 우항의 String을 reference

문자열 비교

String name1 = "Nana";
String name2 = "Nana";
String name3 = new String(name1);
String name1 = new String("Nana");

boolean isSame1 = (name1 == name2) // true
boolean isSame2 = (name1 == name3) // false
boolean isSame3 = (name1 == name4) // false
boolean isSame3 = (name1 == "Nana") // true

문자열은 reference type

  • 문자열 변수에 저장되어 있는 건 값이 아니라 메모리 주소
  • 따라서 ==가 비교하는 대상은
    • 주소
    • 주소의 실제 문자열이 아님

주소를 공유하는 경우

  • String을 new로 생성하지 않은 경우
    • String constant pool / String pool 참고

문자열 자체를 비교하려면

  • equals() 메서드

비트 연산자

>>> 연산자

  • Unsigned 비트 연산자
  • 오른쪽으로 이동 후 남는 공간을 0으로 채움
  • Java에는 unsigned 자료형이 없기에 이렇게 연산자를 따로 만듦

반복문

goto

  • java에서는 goto지원 안 함.

사용하면 좋은 경우

  • 다른 언어에서 중첩된 반복문 탈출하는 코드를 짜야 할 때 유용하다.

break <라벨이름>

loop_exit:
for (int i = 0; i < DEPTH; ++i){
  for (int j = 0; j <HEIGHT; ++j){
    for (int k = 0; k < WIDTH; ++k){
      if (data[i][j][k] == 1){
        System.out.println(date[i][j][k]);
      } else {
        break loop_exit;
      }
    }
  }
}
  • break를 감싸고 있는 라벨로만 점프 가능
  • continue역시 라벨을 사용할 수 있다.

foreacch 스타일의 for문

int[] scores = {10, 20, 30, 40};
for (int score : scores){
  System.out.printf("%d", score);
}
  • 어떤 컬렉션이든 순회할 수 있는 반복문

final 참조형 매개변수

  • 참조형 변수는 주소를 저장
  • 따라서 final이 붙으면 그 주소만 변경 못 함
  • 그 주소가 가리키는 값(멤버 값)은 여전히 바꿀 수 있음 
    public static Vector add(final Vector v1, final Vector v2) {
...
v1.x += 6547.0f; // OK
v1 = new Vector(20, 30) // Compile Error!
...
}

배열

1차원 배열

  • <자료형>[] <변수명> = new <자료형>[<크기>];

다차원 배열

  • <자료형>[][][] <변수명> = new <자료형>[<크기>][<크기>][<크기>];
  • 진짜 다차원 배열이 아님
    • 배열의 배열
    • 안쪽 배열의 길이가 다를 수 있음

var

  • java 10부터 지원
  • 컴파일러가 알아서 자료형 추론
  • 선언과 동시에 값을 대입해야 함
  • 배열 선언 시 변수 이름에 [] 사용할 수 없음
  • 선언과 동시에 {}를 이용해 값을 대입할 수 없음
var num = 10;
var message = "zz";
var error; // Compile err

var numbers[] = nuw int[20]; //Compile err
var world = new int[100][200][300] ; // OK
var names = {"A", "B", "C"} //Compile err

람다

() -> System.out.println("Hi");
(name) -> System.out.println("Hi"+name);
  • 무명 함수로 nested 함수라고도 부름

모듈

  • 패키지의 상위 개념
  • 모듈 간의 의존성 관리가 쉽다.
  • 꼭 필요한 패키지만 메모리에 할당할 수 있다.
  • module-info.java 파일로 모듈 관리

Reference

POCU 강의

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참고

Dremel 논문

September 16 2024

Dremel: Interactive Analysis of Web-Scale Datasets