[정보처리기사 필기] 애플리케이션 설계 - 018. 객체지향

1. 객체지향의 개요

• 현실 세계의 개체(Entity)를 기계의 부품처럼 하나의 객체(Object)로 만들어, 기계적인 부품들을 조립하여 제품을 만들 듯이 소프트웨어를 개발할 때에도 객체들을 조립해서 작성할 수 있는 기법을 말함
• 구조적 기법의 문제점으로 인한 소프트웨어 위기의 해결책으로 채택되어 사용되고 있음
  • 구조적 기법 : 프로시저에 근간을 두고 하나의 커다란 작업을 여러 개의 작은 작업으로 분할하고, 분할된 각각의 소작업을 수행하는 모듈을 작성한 다음 한 곳에 모아 큰 작업을 수행하는 하나의 완벽한 프로그램으로 작성하는 기법
  • 구조적 기법의 문제점
    • 유지보수는 고려하지 않고 개발 공정에만 너무 집중함
    • 개발이 시작된 이후 추가적인 요구사항에 대응하기 어려움
    • 재사용이 어려워 예전에 개발한 소프트웨어와 유사한 소프트웨어를 다시 개발할 때도 시간과 인력이 동일하게 소모됨
• 소프트웨어 재사용 및 확장이 용이하여 고품질의 소프트웨어를 빠르게 개발할 수 있고 유지보수가 쉬움
• 복잡한 구조를 단계적, 계층적으로 표현, 멀티미디어 데이터 및 병렬 처리를 지원
• 현실 체계를 모형화하므로 사용자와 개발자가 쉽게 이해할 수 있음
• 객체지향의 주요 구성 요소와 개념 : 객체, 클래스, 캡슐화, 상속, 다형성, 연관성

2. 객체 Object

• 데이터와 데이터를 처리하는 함수를 묶어 놓은 (캡슐화한) 하나의 소프트웨어 모듈
  • 데이터
    • 속성(Attribute), 상태, 변수, 상수, 자료 구조
    • 객체가 가지고 있는 정보
    • 속성이나 상태, 분류 등을 나타냄
  • 함수
    • 메소드(Method), 서비스(Service), 동작(Operation), 연산
    • 객체가 수행하는 기능
    • 객체가 갖는 데이터(속성, 상태)를 처리하는 알고리즘
    • 객체의 상태를 참조하거나 변경하는 수단이 되는 것
• 객체의 특성
  • 객체는 독립적으로 식별 가능한 이름을 가지고 있음
  • 객체가 가질 수 있는 조건을 상태(State)라고 함, 상태는 시간에 따라 변함
  • 객체와 객체는 상호 연관성에 의한 관계가 형성됨
  • 객체가 반응할 수 있는 메시지의 집합을 행위라고 하며, 객체는 행위의 특징을 나타냄
  • 객체는 일정한 기억장소를 가지고 있음
• 객체의 메소드는 다른 객체로부터 메시지를 받았을 때 정해진 기능을 수행
  • 메시지 : 객체들 간에 상호작용을 하는데 사용되는 수단, 객체에게 어떤 행위를 하도록 지시하는 요구사항

3. 클래스 Class

• 공통된 속성과 연산(행위)을 갖는 객체의 집합
• 객체의 일반적인 타입 (Type)
• 각각의 객체들이 갖는 속성과 연산을 정의하고 있는 틀
• 객체지향 프로그램에서 데이터를 추상화하는 단위
• 인스턴스 Instance
  • 인스턴스 : 클래스에 속한 각각의 객체
  • 인스턴스화 : 클래스로부터 새로운 객체를 생성하는 것
  • 동일 클래스애 속한 각각의 인스턴스들은 공통된 속성과 행위를 가지고 있으면서, 그 속성에 대한 정보가 서로 달라서 동일 기능을 하는 여러 가지 객체를 나타내게 됨
• 클래스의 종류
  • 최상위 클래스 : 상위 클래스를 갖지 않는 클래스
  • 슈퍼 클래스 : 특정 클래스의 상위(부모) 클래스
  • 서브 클래스 : 특정 클래스의 하위(자식) 클래스

4. 캡슐화 Encapsulation

• 데이터(속성)와 데이터를 처리하는 함수를 하나로 묶는 것을 의미
• 객체들 간의 메시지를 주고 받을 때 상대 객체의 세부 내용은 알 필요가 없으므로 인터페이스가 단순해지고, 객체 간의 결합도가 낮아짐
• 캡슐화된 객체의 특성
  • 인터페이스를 제외한 세부 내용이 은폐(정보 은닉)되어 외부에서의 접근이 제한적이기 때문에 외부 모듈의 변경으로 인한 파급 효과가 적음
  • 재사용이 용이

5. 상속 Inheritance

• 이미 정의된 상위 클래스(부모 클래스)의 모든 속성과 연산을 하위 클래스(자식 클래스)가 물려 받음
• 상속을 이용하면 하위 클래스는 상위 클래스의 모든 속성과 연산을 자신의 클래스 내에서 다시 정의하지 않고서도 즉시 자신의 속성으로 사용할 수 있음
• 하위 클래스는 상위 클래스로부터 상속받은 속성과 연산 외에 새로운 속성과 연산을 첨가하여 사용할 수 있음
• 상위 클래스의 속성과 연산을 하위 클래스가 사용할 수 있기 때문에 객체와 클래스의 재사용, 소프트웨어의 재사용(Reuse)을 높이는 중요한 개념
• 다중 상속 Multiple Inheritance
  • 한 개의 클래스가 두 개 이상의 상위 클래스로부터 속성과 연산을 상속받는 것
  • 클래스 계층을 복잡하게 만들어 상속 순서 추적이 어렵고, 상위 클래스의 변경이 하위 클래스에 의도하지 않은 영향을 미칠 수도 있음

6. 다형성 Polymorphism

• 메시지에 의해 객체가 연산을 수행하게 될 때 하나의 메시지에 대해 각각의 객체가 가지고 있는 고유한 방법(특성)으로 응답할 수 있는 능력을 의미
• 객체들은 동일한 메소드명을 사용하며 같은 의미의 응답을 함
• 응용 프로그램 상에서 하나의 함수나 연산자가 두 개 이상의 서로 다른 클래스의 인스턴스들을 같은 클래스에 속한 인스턴스처럼 수행할 수 있도록 하는 것
• 오버로딩 Overloading / 오버라이딩 Overriding
  • 오버로딩 : 메소드의 이름은 같지만 인수를 받는 자료형과 개수를 달리하여 여러 기능을 정의할 수 있음
  • 오버라이딩 : 메소드 재정의, 상위 클래스에서 정의한 메소드와 이름은 같지만 메소드 안의 실행 코드를 달리하여 자식 클래스에서 재정의해서 사용할 수 있음

7. 연관성 Relationship

• 두 개 이상의 객체들이 상호 참조하는 관계

종류	의미		특징
is member of	연관화	Association	2개 이상의 객체가 상호 관련되어 있음을 의미
is instance of	분류화	Classtication	동일한 형의 특성을 갖는 객체들을 모아 구성하는 것
is part of	집단화	Aggregation	관련 있는 객체들을 묶어 하나의 상위 객체를 구성하는 것
is a	일반화	Generalization	공통적인 성질들로 추상화한 상위 객체를 구성하는 것
	특수화 / 상세화	Specialzation	상위 객체를 구체화하여 하위 객체를 구성하는 것