[D+14] 클래스, 추상화, 참조타입 임시변수

 

국비지원 D+14

- 클래스, 추상화, 참조타입 임시변수 -

 

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클래스

- 클래스는 데이터와 메소드가 결합된 데이터 타입이다.
- 만약 데이터와 메소드가 분리되어 있을경우 메소드는 메소드끼리 데이터는 데이터끼리 각자에만 신경을 써서 집중도가 올라간다는 장점이 있을 수 있겠지만 소스코드의 양이 늘어가고, 기능이 늘고, 복잡해지기 때문에 전체적인 구조가 눈에 잘 띄지 않는다는 큰 단점이 있다.

=> 그렇기 때문에 클래스를 사용하는 것은 매우 유용한 일이다.

 

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추상화 (Abstraction)

내가 클라이언트에게 학사 관리 프로그램을 만들라는 주문을 받았는데 그중에서 학생정보를 만들려고 한다.
그렇다면 나는 아마도 학번, 이름, 주소 등이 필요할 것이다.
나는 이러한 정보를 어디서부터 가져온 것일까?

만약 실제로 존재하는 학생이 있다고 생각해보자. 우리는 이 학생을 실세계의 개체라고 할 수 있다.
이 학생이 실제로 가지고 있는 정보는 무한개로 무수히 많을 것이다.
그렇다면 우리가 만들 프로그램상에서 존재하는 학생이 있다고 한다면 이는 시스템에서의 개체라고 할 수 있다.
프로그램상에서의 학생이 실제가지고 있는 정보는 실세계의 개체가 가지고 있는 정보처럼 많은 양의 정보가 필요로하는 것이 아니라 우리가 필요로하는 학생정보에 관련된 데이터인 학번, 이름, 주소 등이 있게 되는 것이다.
즉, 시스템에서의 개체가 가지고 있는 데이터는 실세계의 개체가 가지고 있는 데이터들중에서 골라온 것이라고 할 수 있는 것이다.

이렇게 사용자의 요구사항, 설계상의 요구사항에 의해 무엇이 중요한 것인지 인지하고 뽑아내는 것을 추상화라고 한다.

또한, 추상화를 통해서 뽑아낸 설계적 관점이 들어간 학번, 이름, 주소와같은 설계적인 관점이 들어간 데이터를 속성(attribute)이라고 한다.

추상화를 길게 글로 표현한것을 간단하게 표현한 것이며, 추상화된 데이터나 기능을 또다시 묶어낸 것을 더 나아가 캡슐화라고 하니 잘 알아두도록 하자.

 

• 추상화가 필요한 이유

추상화를 제대로 하지 않으면 기능이 제한되며, 유지보수가 어려워진다.
그로인해 이를 해결하기 위해서는 다시 코드를 갈아엎어야 하기 때문에 처음부터 망한코드가 되어버리는 것이다.

그렇기 때문에 추상화를 잘 사용하면 데이터와 현실이 얼라인되어서 유지보수가 쉬울 뿐만아니라 기능이 제한될 가능성이 적기 때문에 추상화를 사용할 수 있으면 반드시 사용하도록 한다.

 

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참조타입 임시변수

String str1 = "박봉봉";
String str2 = new String("박봉봉");

boolean result = str1.equals(str2);

우리는 이전에 문자열이 동일한지 파악하기 위해서는 비교연산자를 사용하는 것이 아니라 equals를 사용해 문자열을 비교한다고 학습하였다.
이때 우리는 이전에 str1과 str2라는 참조변수를 만든 후에 equals를 사용해주었다.

 

String nickName = new String("박봉봉");

boolean result = nickName.equals(new String("박봉봉"));

그렇다면 이번에는 참조변수안에 문자열의 위치정보를 넣지 않고 바로 equals 안에 new String()을 해서 값을 넣게되면 올바른 결과값이 나오게 될까?
사실 이 코드에서 오류는 나타나지 않으며 true라는 결과를 내놓는다.
하지만 우리가 결과가 나온다는 것을 중점으로 봐야할 것이 아니라 위의 코드가 과연 true라는 결과값이 나오기까지 어떤 동작과정을 거치는지 이해할 필요가 있다.

 

우리가 기존에 배웠던 String타입은 Heap에 데이터가 위치해서 시작정보를 받으면 이 시작정보를 스택에 있는 참조변수 안에 넣어주는 형식으로 배웠다.
이러한 논리라면 사실상 equals안에 들어간 String타입도 변수안에 참조값을 넣어야 하는데 참조변수가 없기 때문에 참조값을 넣을 곳이 마련되어 있지 않다면 어떻게 코드가 제대로 실행되는 것일까?

 

new를 사용해서 실행될 경우 반드시 스택프레임을 통해서 넘겨줘야 하는데 사실상 받을 수 있는게 없는 상태이다.
그런데 이때 자바 컴파일러가 코드를 훑어보고 사용자가 접근할 수 없는 대충 이름을 지어서 임시변수를 만들어버린다.
그리고 그 값을 변수에 넣어서 equals에 넣어버려서 코드가 작동하게 되는 것이다.

 

System.out.println("같다" + ".");

비슷한 예로 "같다"와 "."을 합쳐서 화면에 띄워주는 코드인데 프린트를 할때에는 합친 결과를 메모리 블록을 만들어서 넣은 다음에 시작정보를 넣어준 다음에 화면에 띄워줘야하는 것이다.
그래서 임시변수를 통해서 합친값을 메모리에 넣고 합친 참조값을 변수에 넣어 실행해주면 제대로된 결과를 볼 수 있게 되는 것이다.

 

System.out.println(1 + 2 + 3);

이또한 임시변수가 사용된 예이다.
해당 코드는 전혀 문제가 없어보이지만 사실 보편적인 컴퓨터는 연산을 2개이상 한꺼번에 처리하지 못한다.
그렇기 때문에 사실상 1+2+3은 1+2를 더한다음에 나온 결과값에 3을 더해주는 과정이 생략되어있는 것이다.
그렇기 때문에 먼서 더한 값을 임시변수를 통해 넣어준 다음에 이후에 다음 값을 더하는 과정을 통해서 결과값이 나오게 되는 것이다.

 

임시변수 사용시 주의사항 )

임시변수는 코드를 간결하게 쓸 수 있으며, 그로인해 직관적이라는 특징을 가지고 있지만 임시변수는 사용자가 접근할 수 없기 때문에 파라미터로 사용되고 바로 메모리를 잃어버리게 된다.

그렇기 때문에 내가 파라미터로 넣은 배열의 값을 확인하고 싶을 때에는 메소드에서 해당배열을 리턴시켜주어야 값을 잃어버리지 않고 확인할 수 있게 된다.

 

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Bubble Sort 정리

저번부터 학습했던 Bubble Sort를 기반으로 프로그램이 어떻게 제작되어지는지에 대한 정보를 그림으로 표현한 것이다.

간단하게 설명해보자면 버블소트로 정렬할수있는 프로그램은 코드를 짤때 필요한 데이터를 끄집어내는 추상화와 이러한 것들을 비슷한 것 끼리 묶는 캡슐화 과정을 통해서 만들어 지게된다.

이때의 BubbleSort()라는 클래스는 추상화를 통해 뽑아낸 데이터인 Attribute와 Method로 이루어져있다.

간단하게 동작되는 코드를 만들었다면 우리는 코드의 알고리즘을 분석하여 프로그램이 좀더 효율적으로 동작되게 하기 위해 최적화 과정을 거치게된다.
또한 완성된 버블정렬을 통해 우리는 Sort의 일반적인 구조를 확인할 수 있으며 sort 방식, sort 기준, swap으로 구성되어 있다.

마지막으로 좋은 함수를 민들기 위해서는 파라미터와 리턴벨류를 신경써줘야 하는데 파라미터에서는 enum을 사용해 코드의 가독성과 강건성을 높여주고 리턴벨류에서는 코드안에서 임시변수를 생성하고 사용할 일이 생겼을 경우 꼭 임시변수안에 있는 값을 리턴해주는 함수를 만들어 주어야 한다.