[Java]객체지향 (3) - 제어자,캡슐화,다형성,참조변수의 형변환

제어자 ( modifier )

- 클래스와 클래스의 멤버(멤버 변수, 메서드)에 부가적인 의미 부여

접근 제어자 → public , protected , (default) , private
그           외 → static , final , abstract , native , transient , synchronized , volatile , strictfp

 

- 하나의 대상에 여러 제어자를 같이 사용 가능 ( 접근 제어자는 하나만 )

 

static - 클래스의 , 공통적인

제어자	대상	의 미
static	멤버변수	- 모든 인스턴스에 공통적으로 사용되는 클래스 변수가 된다. - 클래스 변수는 인스턴스를 생성하지 않고도 사용 가능하다. - 클래스가 메모리에 로드될 때 생성된다.
	메서드	- 인스턴스를 생성하지 않고도 호출이 가능한 static 메서드가 된다. - static메서드 내에서는 인스턴스멤버들을 직접 사용할 수 없다.

class StaticTest {
	static int width = 200;  →  클래스 변수(static 변수)
    static int height = 120;  →  클래스 변수(static 변수)
    
    static {                  →  클래스 초기화 블럭
    	// static변수의 복잡한 초기화 수행
   }
   
   static int max(int a,int b) {  →  클래스 메서드(static 메서드)
   		return a > b ? a : b;
   }
}

 

final - 마지막의 , 변경될 수 없는

제어자	대상	의 미
final	클래스	변경될 수 없는 클래스, 확장될 수 없는 클래스가 된다. 그래서 final로 지정된 클래스는 다른 클래스의 조상이 될 수 없다.
	메서드	변경될 수 없는 메서드, final로 지정된 메서드는 오버라이딩을 통해 재정의 될 수 없다.
	멤버변수	변수 앞에 final이 붙으면, 값을 변경할 수 없는 상수가 된다.
	지역변수

final class FinalTest {  →  조상이 될 수 없는 클래스
	final int MAX_SIZE = 10;  →  값을 변경할 수 없는 멤버변수(상수)
    
    final void getMaxSize() {  →  오버라이딩할 수 없는 메서드(변경불가)
    	final int LV = MAX_SIZE;  →  값을 변경할 수 없는 지역변수(상수)
        return MAX_SIZE;
    }
}

 

abstract - 추상의 , 미완성의

제어자	대상	의 미
abstract	클래스	클래스 내에 추상 메서드가 선언되어 있음을 의미한다.
	메서드	선언부만 작성하고 구현부는 작성하지 않은 추상 메서드임을 알린다.

abstract class AbstractTest {  →  추상 클래스(추상 메서드를 포함한 클래스)
	abstract void move();  →  추상 메서드(구현부가 없는 메서드)
}

AbstractTest a = new AbstractTest();  →  에러. 추상 클래스의 인스턴스 생성불가

추상클래스는 미완성된 클래스이기 때문에 객체를 생성하려면 추상 클래스를 상속받아서 완전한 클래스(구상 클래스)를 만든 후에 객체 생성이 가능하다.

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접근 제어자 ( access modifier )

private	같은 클래스 내에서만 접근이 가능하다.
(default)	같은 패키지 내에서만 접근이 가능하다.
protected	같은 패키지 내에서, 그리고 다른 패키지의 자손클래스에서 접근이 가능하다.
public	접근 제한이 전혀 없다.

하나의 대상에 한개의 접근 제어자만 사용이 가능하다.

제어자	같은 클래스	같은 패키지	자손클래스	전체
public	O	O	O	O
protected	O	O	O
(default)	O	O
private	O

class 앞에는 public 과 (default) 두 가지만 붙일 수 있다.
method 앞에는 4가지 모두다 붙일 수 있다.

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캡슐화

접근 제어자를 사용하는 이유

- 외부로부터 데이터를 보호하기 위해서 ( 캡슐화 )

- 외부에는 불필요한, 내부적으로만 사용되는, 부분을 감추기 위해서

 

public class Time {
 private int hour;
 private int minute;
 private int secone;
 
 public int getHour() { return hour; }
 public void setHour(int hour) {
   if (hour < 0 \\ hour > 23) return;
   this.hour = hour;
   }
}

위와 같이 시간을 담는 변수는 private로 접근을 막고,

시간을 확인하는 메서드와 시간을 조정하는 메서드를 public으로 설정하였다.

이렇게 설정을 하게될 경우, Time t= new Time(); 객체를 생성 후, t.hour = 25; 이런 식으로

시간으로써 설정이 불가능한 시간을 넣었을 때를 대비할 수 있다.

시간에 대한 직접적인 접근은 막으면서 메서드를 통한 정해진 시간 내에서의 조정만 가능하다.

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다형성 ( poltmorphism )

- 조상 타입 참조 변수로 자손 타입 객체를 다루는 것

- 여러 가지 형태를 가질 수 있는 능력

class Tv{
	boolean power;
    int channel;
    
    void power() { power = !power; }
    void channelUp() { ++channel; }
    void channelDown() { --channel; }
}

class SmartTv extends Tv{
	String text;
    coid caption(){ /* 내용생략 */ }

Tv 클래스와 Tv클래스를 부모로 하는 SmartTv 클래스가 있다.

여기서 Tv를 사용하려면 Tv t = new Tv(); 가 있어야 하고,

SmartTv를 사용하려면 SmartTv s = new SmartTv(); 가 있어야 한다.

하지만 다형성이라는 것은, Tv t = new SmartTv(); 

이렇게 타입이 불일치하여도 괜찮다는 것이다.

하지만 여기서 주의해야 할 점은 조상 타입의 참조 변수와 자손 타입의 객체는 허용이 되지만,

자손 타입의 참조 변수로 조상 타입의 객체를 가리킬 수는 없다.

Tv t = new SmartTv(); → OK. 허용
SmartTv s = new Tv(); → Error. 허용 안 됨.

이렇게 자손 타입의 참조변수로 조상 타입의 객체를 가리킬 수 없다.

정리

· 참조 변수의 타입은 인스턴스의 타입과 일치하는 것이 보통이지만 일치하지 않을 수도 있다. (다형성)
· 참조 변수가 조상 타입일 때의 차이점은 참조 변수로 사용할 수 있는 멤버의 갯수가 달라진다.
· 자손 타입의 참조변수로 조상 타입의 객체를 가리킬 수는 없다. 

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참조 변수의 형변환

- 사용할 수 있는 멤버의 개수를 조절하는 것

- 조상 자손 관계의 참조 변수는 서로 형변환 가능

 

기본형의 형변환은 3.6을 int로 형변환 하면 3이 된다. 즉, 값이 바뀌게 된다.

하지만, 참조 변수 (주소 값, 객체)를 형변환 해도 값은 하나도 바뀌지 않고, 멤버의 갯수만 달라지게 된다.

참조 변수의 형 변환을 하면, 사용할 수 있는 멤버의 갯수를 조절하는 것이다. 그 외에는 아무것도 변하지 않는다.

참조 변수는 항상 형변환이 가능한 것이 아니고, 조상 자손 관계의 참조 변수일 때 서로 형변환이 가능하다.

 

위 사진을 보면 Car와 FireEngine, Ambulance클래스가 있다고 가정해보자.

Fire Engine과 Ambulance는 Car의 자손 관계이다.

그래서 조상 자손 관계인 Car와 FireEngine끼리, 그리고 Car와 Ambulance끼리는 형변환이 가능하다.

하지만, FireEngine과 Ambulance 같은 형제관계는 형변환이 불가능하다.

위 이미지와 같이 Car클래스가 있고, Car클래스를 상속받은 FireEngine클래스가 있을 때,

FireEngine객체를 만들고, FireEngine 참조 변수 f로 가리킨다.

이것을 표현하면 다음과 같다.

멤버는 총 5개다.

그리고 참조변수 car타입의 참조변수 c가 만들어지고,

앞서만든 FireEngine Type의 객체를 가리키는 주소를 저장한 f값을 c에 저장한다.

이때, c도 FireEngine객체를 가리키게 되는데, 참조 변수의 타입과 다루고자하는 객체의 타입이 불일치한다.

그렇기 때문에 f가 가리키는 FireEngine객체의 주소를 c에 저장하기 위해서는 f값을 참조변수 c의 타입인 Car타입으로

형변환을 해야 한다. Car와 FireEngine은 부모 자식관계이기 때문에 형변환이 가능하다.

그리고, 대입 연산자의 좌측의 참조 변수가 조상타입, 우측의 참조변수가 조산타입일 경우 형변환이 생략 가능하다.

이렇게 하면 참조변수 f는 다루려는 객체가 가진 모든 멤버를 사용할 수 있고,

참조변수 c는 FireEngine의 부모인 Car클래스에서 상속된 멤버만 사용할 수 있다.

위의 코드에서 FireEngine f2 = (FireEngine)cl 코드를 실행하면,

f2라는 참조 변수를 통해 다시 같은 FireEngine객체의 모든 멤버를 사용할 수 있게 된다.

이렇게 조상 자손 관계의 참조 변수의 형변환을 통해 사용할 수 있는 멤버의 개수를 줄였다가 늘렸다가 하는 것이다.

다른 주의할 점으로는 다음과 같다.

이렇게 조상에서 자손으로 형변환, 자손에서 조상으로 형변환은 가능하기에 문법적으로 오류는 없다.

그리고 car2.drive();를 실행하게 되면 NullPointerException이 발생하게 된다.

Car은 Null이고, Null을 fe2에 넣었으니 fe2도 Null이 된다.

그리고 Null인 fe2를 car2에 넣게 되니 Null.drive();가 되게 된다.

즉, 실제 인스턴스가 무엇인지가 중요하다.

꼭 기억해야 할 점은 실제 인스턴스의 멤버 개수를 확인하고,

해당 인스턴스를 다루려는 참조 변수의 타입의 클래스 멤버가 인스턴스의 멤버 개수를 넘으면 안 된다.