[Java] 객체지향 프로그래밍(OOP)

객체지향 프로그래밍(Object Oriented Programming)이란?

객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그래밍 패러다임 중 하나로, 프로그래밍에서 필요한 데이터를 추상화시켜 상태와 행위를 가진 객체를 만들고 그 객체들 간의 유기적인 상호작용을 통해 로직을 구성하는 프로그래밍 방법이다.

절차 지향
C언어는 절차 지향 프로그래밍 이라고 하며, 절차 지향 프로그래밍은 프로세스가 함수 단위로 순서대로 진행되는 것을 말합니다.

구분	절차 지향 프로그래밍	객체 지향 프로그래밍
처리방식	문제를 여러 개의 함수로 나누어 순차적으로 호출하여 처리하는 방식	문제를 여러개의 객체 단위로 나누어 처리하는 방식
단점	오래된 방식이며 협업해서 진행하는 큰 프로젝트에는 적합하지 않음	학습 난이도가 높음, 개발자의 활용 능력이 중요함
장점	간단하고 소규모 프로젝트에 용이함, 비교적 배우기 쉬움	최근 가장 많이 사용하는 방식임, 협업이 중요한 대형 프로젝트에 적합함.

객체 지향 프로그래밍의 장점

프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만든다.
프로그램의 개발과 보수를 간편하게 만든다.
직관적인 코드 분석을 가능하게 한다.
대형 프로젝트에 적합하다.

객체지향 프로그래밍의 단점

처리속도가 상대적으로 느리다.
객체가 많으면 용량이 커질 수 있다.
설계 시 많은 시간과 노력이 필요하다.

위의 장점들을 관통하는 객체 지향 프로그래밍의 중요한 특성은 강한 응집도(Strong Cohesion)과 약한 결합도(Weak Coupling)를 지향한다는 점이다.)

응집도(cohesion) : 프로그램의 한 요소가 해당 기능을 수행하기 위해 얼마만큼의 연관된 책임과 아이디어가 뭉쳐있는지를 나타내는 정도이다. 일반적으로 프로그램의 한 요소가 특정 목적을 위해 밀접하게 연관된 기능들이 무여서 구현되어 있고, 지나치게 많은 일을 하지 않으면 그것을 응집도가 높다고 표현한다. 응집도가 높으면 프로그램을 쉽게 이해할 수 있으므로 유지보수성이 높아진다.
응집도가 낮은 클래스의 문제점 :
- 이해하기 힘들다
- 재사용하기 힘들다.
- 유지보수가 힘들다.
- 다른클래스의 변화에 민감하다.
결합도(coupling) : 소프트웨어 코드의 한 요소가 다른 것과 얼마나 강력하게 연결되어 있는지, 또한 얼마나 의존적인지 나타내는 정도이다. 프로그램의 요소가 결합도가 낮다는 것은 그것이 다른 요소들과 관계를 그다지 맺지 않은 상태를 의미한다.
- 결합도가 높은 클래스의 문제점
  - 연관된 다른 클래스가 변경되면 더불어 변경해야 한다.
  - 수정하려는 클래스를 이해하기 위해 연관된 다른 클래스를 함께 이해해야 한다.
  - 나중에 다른 프로그램에서 클래스를 재사용 하기도 힘들다.

OOP의 기본 구성 요소

클래스(Class)
- 같은 종류의 집단에 속하는 속성과 행위를 정의한 것. 다른 클래스와 독립적으로 디자인해야함

클래스와 인스턴스(객체)의 차이
클래스 : 어떤 문제를 해결하기 위한 데이터를 만들기 위해 추상화를 거쳐 집단에 속하는 속성(attribute)과 행위(behavior)를 변수와 메서드로 정의한 것
인스턴스 : 클래스에서 정의한 것을 토대로 실제 메모리상에 할당된 것으로 실제 프로그램에서 사용되는 데이터
클래스는 클래스영역에 인스턴스는 힙영역에 저장된다.

객체(Object)
- 클래스의 인스턴스(Instance). 상위 클래스의 속성을 가지고 있으면서 개별적인 특성과 행위(메소드: Method)를 가지고 있다.
메서드(Method)
- 클래스로부터 생성된 사용하는 방법, 객체의 속성을 조작하는 데사용된다.

OOP의 특징

추상화
- 목적과 관련이 없는 부분을 제거하여 필요한 부분만을 표현하기 위한 개념.
  - 불필요한 정보는 숨기고 중요한 정보만을 표현함으로써 공통의 속성이나 기능을 묶어 이름을 붙이는 것이다.
  - 이는 객체지향 관점에서 클래스를 정의하는 것이고, abstract 클래스와 abstract 메서드와는 다른 이야기이다.
- 객체들의 공통된 특징을 파악해 정의해 놓은 설계 기법.
캡슐화
- 목적 : 코드를 재수정 없이 활용하는 것이다.
  - 프로그램 코드에서 변수와 함수를 재활용하기에는 분산되어 있기 때문에 재활용이 어려웠으나 캡슐화를 통해 관련된 기능과 특성을 한 곳에 모으고 분류하기 때문에 재활용이 원활해졌다.
- 연관있는 변수와 함수를 클래스로 묶는 작업.
  - 객체 지향 프로그래밍에서 기능과 특성의 모음을 “클래스”라는 “캡슐”에 분류해서 넣는것이 캡슐화다.
  - 객체가 맡은 역할을 수행하기 위한 하나의 목적을 한데 묶는다.
- 정보은닉을 할 수 있다.. 그렇다고 캡슐화 == 정보은닉은 아니다.
상속
- 자식 클래스가 부모 클래스의 멤버를 물려받는 것.
- 자식이 부모를 선택해서 물려 받는 것.
- 상속 대상: 부모의 필드와 메소드
- 상속의 효과
  - 부모클래스를 재사용해서 자식 클래스를 빨리 개발할 수 있다.
  - 반복된 코드의 중복을 줄여준다.
  - 유지 보수의 편리성을 제공해 준다. (부모클래스를 한번만 수정함으로써 자식클래스를 수정할 필요가 없음)
  - 객체의 다형성을 구현할 수 있다.
다형성
- 같은 타입이지만 실행결과가 다양한 객체를 대입(이용) 할 수 있는 성질.
- 하나의 변수명, 함수명 등이 상황에 따라 다른 의미로 해석될 수 있는 것이다.
  - 즉 오버라이딩(Overriding), 오버로딩(Overloading)이 가능하다는 얘기다.
    오버라이딩 : 부모클래스의 메서드와 같은 이름, 매개변수를 재정의 하는것.
    오버로딩 : 같은 이름의 함수를 여러개 정의하고, 매개변수의 타입과 개수를 다르게 하여 매개변수에 따라 다르게 호출할 수 있게 하는 것.
- 부모 타입에는 모든 자식 객체가 대입될 수 있으며 자식 타입은 부모 타입으로 자동 타입변환이 됩니다.
- 인터페이스와 상속은 둘 다 다형성이라는 객체지향 프로그래밍의 특징을 구현하는 방식이다.

추가 : getter, setter 를 사용하는 이유?
메서드를 통해서 접근하기 때문에, 메서드 안에서 매개변수같이 어떤 올바르지 않은 입력에 대해 사전에 처리할 수 있게 제한하거나 조절할 수 있기 때문
예를들면 setter에서 유효범위를 넘은 정수가 들어왔을 때의 처리를 하고나서 set하거나 예외처리를 해버릴 수 있는 것이다. getter도 마찬가지로 굳이 예를들자면 자료에 무언가 더하거나 빼고 준다든지가 가능하다.

객체 지향적 설계 원칙의 종류(SOLID)

SRP(Single Responsibility Principle) : 단일 책임 원칙 클래스는 단 하나의 책임을 가져야 하며 클래스를 변경하는 이유는 단 하나의 이유이어야 합니다.
OCP(Open-Closed Principle) : 개방-폐쇄 원칙 확장에는 열려 있어야 하고 변경에는 닫혀 있어야 합니다.
LSP(Liskov Substitution Principle) : 리스코프 치환 원칙 상위 타입의 객체를 하위 타입의 객체로 치환해도 상위 타입을 사용하는 프로그램은 정상적으로 동작해야 합니다.
ISP(Interface Segregation Principle) : 인터페이스 분리 원칙 인터페이스는 그 인터페이스를 사용하는 클라이언트를 기준으로 분리해야 합니다.
DIP(Dependency Inversion Principle) : 의존 역전 원칙 고수준 모듈은 저수준 모듈의 구현에 의존해서는 안됩니다.

Reference

https://velog.io/@cyranocoding/객체-지향-프로그래밍OOP-Object-Oriented-Programming-개념-및-활용-정리-igjyooyc6c
https://victorydntmd.tistory.com/117
https://lazineer.tistory.com/93
https://webclub.tistory.com/156
https://webclub.tistory.com/155
https://jeong-pro.tistory.com/95