[Java] [객체지향]추상화(abstraction)(1)

객체 지향 프로그래밍이란?

• 현실세계의 모든 사건(event)는 객체와 객체의 상호작용에 의해 일어난다는 세계관을 프로그램을 만들 때 이용하여 새로운 세계를 창조하는 방법론이다
• 현실 세계와 닮아있지만 현실 세계와 다른점은, 객체간의 상호 작용을 한다는 사실은 현실 세계와 동일하지만 의인화 기법이 적용되어 현실세계에서 불가능한 무생물이나 개념 같은 존재들도 하나의 주체로 본인의 상태를 스스로 제어하고 행동하도록 한다는 것이 현실 세계와는 다른 점이다.(캡슐화의 의미)
• 모든 객체는 책임을 가지고 자신의 역할을 수행해야 한다

• 또한 하나의 객체는 너무 많은 일을 수행하는 것이 아닌 적절한 책임을 가지고 있어야 한다 (단일 책임의 원칙)

• 객체를 설계하기 위해서는 복잡한 현실 세계를 그대로 반영하기에는 너무 방대하고 복잡하기 때문에 현실세계를 프로그램의 목적에 맞게 단순화 하는 추상화라는 기법을 적용하게 된다

추상화란??

• 공통된 부분을 추출하고 공통되지 않은 부분을 제거한다는 의미를 가지며, 추상화의 목적은 유연성을 확보하기 위함이다
• 유연성 확보는 여러곳에 적용할 수 있는 유일한 객체를 의미하며, 즉, 재사용성이 높아질 수 있다는 의미이다
• 객체의 재사용성이 증가하면 중복 작성되는 코드를 줄일 수 있으며, 오류 발생 가능성을 감소시키고 유지 보수성을 증가시킨다

객체와 객체의 상호작용이란?

• 객체와 객체는 메세지를 통해 서로 상호작용을 한다.
• 메세지(메소드 호출)를 보내는 쪽을 송신자라고 하고 메세지를 수신하는 쪽을 수신자 라고 한다
• 수신자는 메세지를 전달 받아 그 메세지에 해당하는 내용을 처리하는 방법을 스스로 결정하고, 그 결정한 방법 대로 처리할 명령어들을 순차적으로 기술한 것을 메소드라고 한다
• 상호작용에 중요한 것은 메세지를 송수신 하고 그 방법을 기술하여 메세지에 응답하는 상호작용을 설계하는 것이다
• 따라서 객체를 설계할 때는 속성은 부가적이며 적절한 책임을 가진 객체들간의 주고 받는 메세지를 이용해 상호작용하는 것을 설계하는 것을 의미한다
• 즉, 필드보다는 메소드를 중점으로 추상화기법을 적용하여 객체를 설계하고, 그 객체를 구현하는 방법으로 설계한 대로 클래스를 작성하는 것이다. 이것을 추상화라고 부른다

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이제 프로그램을 만들어보자!!

• 요구사항 명세서
• 프로그램 개요
• 카레이서가 자동차를 운전하는 프로그램

시스템 요구사항

1. 카레이서는 시동걸기, 엑셀레이터 밟기, 브레이크 밟기, 시동 끄기를 할 수 있다.
2. 자동차는 시동걸기, 앞으로가기, 멈추기 , 시동끄기를 할 수 있다.
3. 자동차는 처음에 멈춘 상태로 대기하고 있는다.
4. 카레이서는 먼저 자동차에 시동을 건다. 이미 걸려있는 경우 다시 시동을 걸 수 없다.
5. 카레이서가 엑셀레이터를 밟으면 시동이 걸린 상태일 경우 자동차는 시속이 10km/h 증가하며 앞으로 나간다.
6. 자동차가 달리는 중인 경우 브레이크를 밟으면 자동차의 시속은 0으로 떨어지며 멈춘다.
7. 브레이크를 밟을 때 자동차가 달리는 중이 아니라면 이미 멈춰있는 상태라고 안내한다.
8. 카레이서가 시동을 끄면 더 이상 자동차는 움직이지 않는다.
9. 자동차가 달리는 중이라면 시동을 끌 수 없다.

프로그램 설계하기

1. 필요한 객체 도출
   • 사용자, 카레이서, 자동차
2. 객체간의 상호작용

카레이서가 수신할 수 있는 메세지(카레이서가 해야하는 일)

• 시동 걸기
• 엑셀레이터 밟기
• 브레이크 밟기
• 시동 끄기

자동차가 수신할 수 있는 메시지(자동차가 해야하는 일)

• 시동 걸기
• 앞으로 가기
• 멈추기
• 시동 끄기

커뮤니케이션 다이어그램(동적)

1. 시동 걸기

   | 사용자 | —> 시동을 걸어라 —> | 카레이서 | —> 시동을 걸어라 —> | 자동차 |

——-

<———————-

<——

—————————

——–

1. 가속 하기

   | 사용자 | —> 엑셀레이터를 밟아라 —> | 카레이서 | —> 앞으로 가라 —> | 자동차 |

——-

<—————————-

<——

————————

——–

1. 정지하기 ——— ———- ——– | 사용자 | —> 브레이크를 밟아라 —> | 카레이서 | —> 멈춰라 —> | 자동차 |

——-

<————————–

<——

——————–

——-

1. 시동 끄기 ——— ———- ——– | 사용자 | —> 시동을 꺼라 —> | 카레이서 | —> 시동을 꺼라 —> | 자동차 |

——–

<——————–

<——

————————

—-=—

클레스를 설계하기(정적)

1) 카레이서 클래스

• 속성 : 자동차
• 행위 : 시동을 걸어라. 액셀을 밟아라. 브레이크를 밟아라. 시동을 꺼라

2) 자동차 클래스

• 속성 : 시동상태, 현재시속
• 메소드 : 시동을 걸어라. 앞으로 가라. 멈춰가. 시동을 꺼라

• Application

package section03.abstraction;

import java.util.Scanner;

public class Application {

    public static void main(String[] args) {

        CarRacer carRacer = new CarRacer();

        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        while (true) {
            System.out.println("========= 카레이싱 프로그램 =========");
            System.out.println("1. 시동걸기");
            System.out.println("2. 전진");
            System.out.println("3. 정지");
            System.out.println("4. 시동끄기");
            System.out.println("9. 프로그램 종료");
            System.out.println("메뉴 선택 : ");
            int no = sc.nextInt();

            switch (no) {
                case 1 : carRacer.startUp(); break;
                case 2 : carRacer.startAccelator(); break;
                case 3 : carRacer.stopBreak();  break;
                case 4 : carRacer.turOff(); break;
                case 9 : System.out.println("프로그램을 종료합니다."); break;
                default: System.out.println("잘못된 번호를 입력하였습니다."); break;
            }

            if (no == 9) {
                break;

            }
        }
    }
}

• Car

package section03.abstraction;

public class Car {

    private boolean isOn; //초기에는 시동이 꺼진 false상태이다

    private int speed;

    /* 시동이 걸려있는 상태인 경우 할 일이 없고 시동이 걸려있지 않은 경우 시동을 건다. */
    public void startUp(){

        if (isOn) {
            System.out.println("이미 시동이 걸려 있습니다.");
        } else {

            this.isOn = true;
            System.out.println("시동을 걸었습니다. 이제 출발할 준비가 완료되었습니다.");
        }

    }
    public void go(){
        if (isOn) {
            System.out.println("차가 앞으로 움직입니다.");

            this.speed += 10;
            System.out.println("현재 차의 시속은 " + this.speed + " km/h입니다.");
        } else {

            System.out.println("차에 시동이 걸려있지 않습니다. 시동을 먼저 걸어주세요.");
        }

    }

    public void stop() {
        if (isOn) {
            if (this.speed > 0) {
                this.speed = 0;
                System.out.println("브레이크를 밟았습니다. 차를 멈춥니다.");
            } else {
                System.out.println("차는 이미 멈춰있는 상태입니다.");
            }
        } else {
            System.out.println("차의 시동이 걸려있지 않습니다. 시동을 먼저 걸어주세요.");
        }

    }

    public void turnOff() {
        if (isOn) {
            if (speed > 0) {
                System.out.println("달리는 상태에서 시동을 끌 수 없습니다. 차를 우선 멈춰주세요.");
            } else {
                this.isOn = false;
                System.out.println("시동을 끕니다. 다시 운행하시려면 시동을 켜주세요");

            }
        } else {
            System.out.println("이미 시동이 꺼져 있는 상태입니다. 시동 상태를 확인해주세요");
        }
    }

}

• CarRacer

package section03.abstraction;

public class CarRacer {

    private Car car = new Car();

    public void startUp() {car.startUp();}

    public void startAccelator(){car.go();}

    public void stopBreak(){car.stop();}

    public void turOff(){car.turnOff();}

}

• 출력값

========= 카레이싱 프로그램 =========
1. 시동걸기
2. 전진
3. 정지
4. 시동끄기
9. 프로그램 종료
메뉴 선택 : 
1
시동을 걸었습니다. 이제 출발할 준비가 완료되었습니다.
========= 카레이싱 프로그램 =========
1. 시동걸기
2. 전진
3. 정지
4. 시동끄기
9. 프로그램 종료
메뉴 선택 : 
2
차가 앞으로 움직입니다.
현재 차의 시속은 10 km/h입니다.
========= 카레이싱 프로그램 =========
1. 시동걸기
2. 전진
3. 정지
4. 시동끄기
9. 프로그램 종료
메뉴 선택 : 
3
브레이크를 밟았습니다. 차를 멈춥니다.
========= 카레이싱 프로그램 =========
1. 시동걸기
2. 전진
3. 정지
4. 시동끄기
9. 프로그램 종료
메뉴 선택 : 
4
시동을 끕니다. 다시 운행하시려면 시동을 켜주세요
========= 카레이싱 프로그램 =========
1. 시동걸기
2. 전진
3. 정지
4. 시동끄기
9. 프로그램 종료
메뉴 선택 : 
9
프로그램을 종료합니다.

요약.

• 객체지향 프로그래밍: 소프트웨어를 개발할 때 객체들 간의 상호작용을 중심으로 생각하고 프로그래밍하는 접근 방식
• 추상화: 복잡한 시스템을 단순화하고 필요한 특징을 강조하기 위해 관련 없는 세부 사항을 무시하는 과정
• 객체와 객체의 상호작용: 객체들이 서로 메시지를 주고받아 작업을 수행하며, 이를 통해 소프트웨어 시스템이 동작하고 상태가 변화하는 과정

오오.. 드디여 뭔가 프로그램인것같은.. 잼있는걸 만들었다!! ㅎㅎ 기대된다 앞으로가 어렵지만..

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