객체지향 프로그래밍과 설계(1)

업데이트: October 11, 2020

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

지역 변수
클래스 멤버 변수
메서드 매개변수
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

남궁찬