자바의 정석 기초편 ch7 - 22 ~ 23 [캡슐화, 다형성]

1) 캡슐화

(1) 접근제어자를 사용하는 이유?

• 외부로부터 데이터를 보호하기 위해서 -> 캡슐화
• 멤버변수에 직접 접근하지 못하게 하고 메서드를 통해 간접적으로 쓸 수 있게 함.
• 외부에는 불필요하고 내부적으로만 사용되는 부분을 감추기 위해 사용함
• 접근제어자는 좁을수록 좋고 필요할 때 넓히는 것이 좋음

(2) 캡슐화 예제1 - 캡슐화 전

• 시간을 정의하는 클래스에 hour를 직접 변경하지 못하도록 캡슐화 진행
• 변수들이 default 변수여서 같은 패키지내에서는 마음껏 수정이 가능함

class Time {
	int hour;	// 0 ~ 23사이의 값을 가져야 함.
	int minute;	
	int second;
}

public class TimeTest {
	public static void main(String[] args) {
		Time t = new Time();
		t.hour = 25;	// iv hour를 직접 변경 = 0 ~ 23값이 아니어도 실행 됨
		System.out.println(t.hour);
	}
}

 

(2) 캡슐화 예제2 - 캡슐화 후

• 변수들을 private으로 선언하여 같은 클래스가 아니면 변수를 사용하지 못하도록 캡슐화
• 캡슐화된 값을 수정하기 위해서는 생성한 setHour()를 호출해서 간접적으로 변수의 값을 저장해야함
• setHour() 메서드에서 값을 수정할 때 검증 코드를 추가하여 0 ~ 23 사이의 숫자만 입력되도록함 -> 아무값이나 저장하지 못하도록 제약 조건을 적용할 수 있음
• 캡슐화된 값을 불러오기 위해서는 생성한 getHour()를 호출해서 간적접으로 변수의 값을 호출해야함
• 이러한 형태로 getter, setter를 만들어서 주로 사용함

class Time {
	// 아래변수를 private로 지정하여 직접 변경 불가
	private int hour;	// 0 ~ 23사이의 값을 가져야 함.
	private int minute;	
	private int second;
	
	public void setHour(int hour) {	// 값 저장(쓰기) 메서드 작성
		// 메서드 추출 - 조건식을 주석없이 이해하기 쉽도록(의미가 명확하도록) 메서드로 추출
		if(isNotValidHour(hour))
		return; 
		
		this.hour = hour;		
	}

	// 매개변수로 넘겨진 hour가 유효한지 확인해서 알려주는 메서드
	// 해당 메서드는 Time클래스에서밖에 안쓰기 때문에 public으로 할 필요 없음
	private boolean isNotValidHour(int hour) {	// 추출한 메서드를 private
		return hour < 0 || hour > 23;
	}
	
	public int getHour() { return hour; }; // 값 반환(읽기) 메서드
}

public class TimeTest {
	public static void main(String[] args) {
		Time t = new Time();
        
//		t.hour = 25;	// iv 직접 변경 -> 주석처리

		t.setHour(21);	// 메서드를 통해 간접적으로 데이터 초기화
		System.out.println(t.getHour());
		t.setHour(100);	// 메서드의 조건에 맞지 않아 값이 변경되지 않음
		System.out.println(t.getHour());
	}
}

 

(3) 메서드 추출 단축키

• 재사용 가능한 코드들을 메서드화 시키는 IDE의 기능
• 추출할 코드들을 드래그 후 커맨드 + 옵션 + M (인텔리제이, 이클립스 동일함)

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2) 다형성(polymorphism)

• 6장 ~ 7장 다형성까지 복습 필수(다형성을 모르면 다음 진도를 나가기 어려움)
• 조상타입 참조변수로 자손 타입 객체를 다루는 것 

(1) 다형성을 통한 객체 생성

// 일반적인 객체 생성 방법
Tv t = new Tv();
SmartTv s = new SmartTv();

// 조상클래스명 참조변수 = new 자손클래스명();
// 타입이 불일치 하지만 다형성으로 인해서 생성 가능
Tv t = new SmartTv();

 

(2) 객체와 참조변수의 타입이 일치할 때와 일치하지 않을 때의 차이

• Tv클래스 (조상클래스)의 멤버 : 5개
• SmartTv (자손클래스)의 멤버 : 7개 (조상5개 + 2개)

// 조상 클래스
class Tv {
	// Tv의 속성(멤버변수)   
	boolean power;         	// 전원상태(on/off) 
	int channel;           	// 채널 

	// Tv의 기능(메서드) 
	void power()   { power = !power; }  
	void channelUp()   {  ++channel; }  
	void channelDown() { --channel; }  
}

// Tv클래스(조상)의 멤버를 SmartTv클래스(자손)에 상속
class SmartTv extends Tv {
	String text;	// 캡션(자막)을 보여 주기 위한 문자열
	void caption() { /*내용 생략*/ }
}

• SmartTv s = new SmartTv(); -> 참조변수 타입과 객체의 타입이 동일
  • SmartTv의 참조변수 s 호출 시 모든 멤버 사용 가능
• Tv t = new SmartTv(); -> 다형성으로 조상 타입의 참조변수에 자손타입의 객체를 참조
  • Tv의 참조변수 t 호출 시 Tv클래스(조상클래스)의 멤버만 사용 가능
  • 자손타입의 멤버는 사용 불가능

(3) 자손 타입의 참조변수로 조상타입의 객체를 가리킬 수 없음

• Tv t = new SmartTv(); -> 조상 타입의 참조변수에 자손 타입 객체의 참조값을 저장, 다형성 적용
• SmartTv s = new Tv(); -> 자손 타입의 참조변수에 조상 타입 객체의 참조값을 저장하면 에러 발생
• 참조변수 타입을 리모콘이라고 가정하고 실제 객체를 기능을 가진 장비라고 비유했을 때 장비의 기능이 리모콘의 버튼보다 많은 것은 허용 되지만 그 반대의 경우에는 컴파일 에러 발생 -> 다음 강의에서 자세히 다룸
• 장비의 모든 기능을 리모콘에 담지 않아도 리모콘 작동에 문제가 없지만 리모콘에 버튼은 있는데 아무기능이 작동하지 않는 버튼이 있는것은 일반적이지 않은 상황이기때문이라고 이해하면 되며 버튼이 있으면 모든 기능이 있어야 함

3) QnA

Q.참조변수의 타입은 인스턴스(객체)의 타입과 반드시 일치 해야 하나?

• A. No. 일치하는 것이 보통이지만 일치하지 않을 수도 있음 = 다형성

Q.참조변수가 조상타입일 때와 자손타입일 때의 차이?

• A. 참조변수로 사용할 수 있는 멤버의 개수가 달라짐
• 조상의 멤버만 사용가능하고, 자손클래스에서 생성된 멤버는 사용 불가능

Q.자손 타입의 참조변수로 조상 타입의 객체를 가리킬 수 있나?

• A. No. 허용 불가
• 자손 클래스 타입의 참조변수가 조상 타입의 객체를 그냥 참조 할 수 있다면, 실제 객체에 존재하지 않는 멤버에 접근하려는 시도가 발생할 수 있기에 허용하지 않음

** 출처 : 남궁성의 정석코딩_자바의정석