IT 용어_객체 지향 프로그래밍

OOP의 개념

    객체 지향 프로그래밍(Object-Oriented Programming, OOP)은 컴퓨터 프로그래밍의 패러다임 중 하나이다. 객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 독립된 단위, 즉 '객체'들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다. 각각의 객체는 메시지를 주고받고, 데이터를 처리할 수 있다.

    객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 쉽게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용된다. 또한 프로그래밍을 더 배우기 쉽게 하고 소프트웨어 개발과 보수를 간편하게 하며, 보다 직관적인 코드 분석을 가능하게 하는 장점이 있다. 그러나 지나친 프로그램의 객체화 경향은 실제 세계의 모습을 그대로 반영하지 못한다는 비판을 받기도 한다.

    큰 문제를 작게 쪼개는 것이 아니라, 먼저 작은 문제들을 해결할 수 있는 객체들을 만든 뒤, 이 객체들을 조합해서 큰 문제를 해결하는 상향식(Bottom-up) 해결법을 도입한 것이다. 이 객체란 것을 일단 한번 독립성/신뢰성이 높게 만들어 놓기만 하면 그 이후엔 그 객체를 수정 없이 재사용할 수 있으므로 개발 기간과 비용이 대폭 줄어들게 된다.

 

OOP의 장점

● 코드 재사용성 증가

 - 상속을 통해 프로그래밍 시 코드의 재사용을 높일 수 있다.

● 생산성 향상

 - 잘 설계된 클래스를 만들어서 독립적인 객체를 사용함으로써 개발의 생산성을 향상할 수 있다.

● 자연적인 모델링

 - 우리 일상생활의 모습의 구조가 객체에 자연스럽게 녹아들어 있기 때문에 생각하고 있는것을 그대로 자연스럽게 구현할 수 있다.

● 유지보수의 우수성

 - 프로그램 수정시 추가, 수정을 하더라도 캡슐화를 통해 주변 영향이 적기 때문에 유지보수가 쉬워서 매우 경제적

 

OOP의 단점

● 개발속도가 느림

 - 객체가 처리하려는 것에 대한 정확한 이해가 필요하기에 설계단계부터 많은 시간이 소모

● 실행 속도가 느림

 - 객체지향언어는 대체적으로 실행 속도가 느림

● 코딩 난이도 상승

 - 다중 상속이 지원되는 C++ 같은 경우에 너무 복잡해져 코딩의 난이도가 상승할 수 있다.

 

OOP의 기본 구성 요소

● 클래스(Class) - 같은 종류(또는 문제 해결을 위한)의 집단에 속하는 속성(attribute)과 행위(behavior)를 정의한 것으로 객체지향 프로그램의 기본적인 사용자 정의 데이터형(user defined data type)이라고 할 수 있다. 클래스는 다른 클래스 또는 외부 요소와 독립적으로 디자인하여야 한다. 프로그래머는 아니지만 해결해야 할 문제가 속하는 영역에 종사하는 사람이라면 클래스를 사용할 수 있다.

● 객체(Object) - 클래스의 인스턴스(실제로 메모리상에 할당된 것)이다. 객체는 자신 고유의 속성(attribute)을 가지며 클래스에서 정의한 행위(behavior)를 수행할 수 있다. 객체의 행위는 클래스에 정의된 행위에 대한 정의를 공유함으로써 메모리를 경제적으로 사용한다.

● 메서드(Method), 메시지(Message) - 클래스로부터 생성된 객체를 사용하는 방법으로서 객체에 명령을 내리는 메시지라 할 수 있다. 메서드는 한 객체의 서브루틴(subroutine) 형태로 객체의 속성을 조작하는 데 사용된다. 또 객체 간의 통신은 메시지를 통해 이루어진다. 

 

OOP의 특징

    객체 지향 프로그래밍의 특징은 기본적으로 자료 추상화, 상속, 다형 개념, 동적 바인딩 등이 있으며 추가적으로 다중 상속 등의 특징이 존재한다. 객체 지향 프로그래밍은 자료 추상화를 기초로 하여 상속, 다형 개념, 동적 바인딩이 시스템의 복잡성을 제어하기 위해 서로 맞물려 기능하는 것이다. 사람이 말로 표현 가능한 모든 것을 객체라 할 수 있다.

 

캡슐화(Encapsulation)

    데이터와 코드의 형태를 외부로부터 알 수 없게 하고, 데이터의 구조와 역할, 기능을 하나의 캡슐 형태로 만드는 방법이다. 변수와 함수를 하나의 단위로 묶는 것을 의미한다. 즉, 데이터의 번들링(bundling)이다.

    대개 프로그래밍 언어에서 이 번들링은 클래스를 통해 구현되고, 해당 클래스의 인스턴스 생성을 통해 클래스 안에 포함된 멤버 변수와 메소드에 쉽게 접근할 수 있다. 클래스는 객체 지향 프로그래밍을 지원하는 거의 대부분의 언어가 제공하는 제1요소이다. 캡슐화의 중요한 목적은 변수를 private로 선언하여 데이터를 보호하고, 보호된 변수는 getter이나 setter 등의 메서드를 통해서만 간접적으로 접근을 허용하는 것이다. 캡슐화를 하면 불필요한 정보를 감출 수 있기 때문에, 정보은닉을 할 수 있다는 특징이 있다. 캡슐화와 정보은닉은 동일한 개념은 아니다.

 

정보 은닉(Information hiding)

    프로그램의 세부 구현을 외부로 드러나지 않도록 특정 모듈 내부로 감추는 것이다. 내부의 구현은 감추고 모듈 내에서의 응집도를 높이며, 외부로의 노출을 최소화하여 모듈 간의 결합도를 떨어뜨려 유연함과 유지보수성을 높이는 개념은 거의 모든 현대 프로그래밍 언어에 녹아 있다.

    많은 객체 지향 언어에서 사용되는 클래스를 기준으로 보면, 클래스 외부에서는 바깥으로 노출된 특정 메소드에만 접근이 가능하며 클래스 내부에서 어떤 식으로 처리가 이루어지는지는 알지 못하도록 설계된다. 보통 캡슐화와 정보 은닉을 묶어서 생각하는 경우가 많은데, 정보 은닉은 캡슐화로부터 파생된 보조 개념이지 '캡슐화 = 정보 은닉'은 아니다. Python은 정보 은닉을 지원하지 않지만 클래스를 통한 캡슐화를 지원하기 때문에 객체지향 언어로 분류된다. 일반적으로 세 종류의 접근 제한이 사용된다.

• public : 클래스의 외부에서 사용 가능하도록 노출
• protected : 다른 클래스에게는 노출되지 않지만, 상속받은 자식 클래스에게는 노출
• private : 클래스의 내부에서만 사용되며 외부로 노출되지 않는다.

추상화(Abstraction)

    추상화는 객체의 공통적인 속성과 기능을 추출하여 정의하는 것을 말한다. 다시 말해 실제로 존재하는 객체들을 프로그램으로 만들기 위해 공통 특성을 파악해 필요없는 특성을 제거하는 과정을 가리킨다. 객체들은 실제 그 모습이지만 클래스는 객체들이 어떤 특징들이 있어야 한다고 정의하는 추상화된 개념이다. 

    객체 지향 프로그래밍에서 일반적으로 추상 자료형을 클래스, 추상 자료형의 인스턴스를 객체, 추상 자료형에서 정의된 연산을 메소드(함수), 메소드의 호출을 생성자라고 한다.

 

상속(Inheritance)

    상속은 새로운 클래스가 기존의 클래스의 자료와 연산을 이용할 수 있게 하는 기능이다. 상속을 받는 새로운 클래스를 부클래스, 파생 클래스, 하위 클래스, 자식 클래스라고 하며 새로운 클래스가 상속하는 기존의 클래스를 기반 클래스, 상위 클래스, 부모 클래스라고 한다.

    상속을 통해서 기존의 클래스를 상속받은 하위 클래스를 이용해 프로그램의 요구에 맞추어 클래스를 수정할 수 있고 클래스 간의 종속 관계를 형성함으로써 객체를 조직화할 수 있다. 상속이 필요한 이유는 코드의 중복을 없애기 위해서다. 코드의 중복이 많아지면 개발 단계와 유지 보수에서 많은 비용이 들게 된다. 상속관계를 맺으면 자식 객체를 생성할 때 부모 클래스의 속성들을 자동으로 물려받기 때문에 자식 클래스에서 또 정의할 필요가 없다.

 

다중 상속(multifle inheritance)

    다중 상속은 클래스가 2개 이상의 클래스로부터 상속받을 수 있게 하는 기능이다. 클래스들의 기능이 동시에 필요할 때 용이하나 클래스의 상속 관계에 혼란을 줄 수 있고(예: 다이아몬드 상속) 프로그래밍 언어에 따라 사용 가능 유무가 다르므로 주의해서 사용해야 한다. Java는 지원하지 않는다.

 

다형성(Polymorphism)

    다형성이란 상속과 연관있는 개념으로 한 객체가 상속을 통해 기능을 확장하거나 변경하여 다른 여러 형태(객체)로 재구성되는 것을 말한다. 쉽게 말하면 한 부모의 밑에서 태어난 자식들이 조금씩 다르다는 것이다.

    오버로드(Overload) 또는 오버라이드(Override)가 다형성의 대표적인 예라 할 수 있고, 이것을 구현하는 걸 오버로딩(Overloading)과 오버라이딩(Overriding)이라고 한다. 오버라이딩은 하위 클래스(자식)가 상위 클래스(부모)에서 만들어진 메서드를 자신의 입맛대로 다시 재창조해서 사용하는 것을 말한다. 오버로딩은 하나의 클래스 안에서 같은 이름의 메서드를 사용하지만 각 메서드마다 다른 용도로 사용되며 그 결과물도 다르게 구현하는 것을 말한다. 오버로딩이 가능하려면 메서드끼리 이름은 같지만 매개변수의 개수나 데이터 타입이 달라야 한다.

    다형성을 사용하면 같은 이름의 속성을 유지함으로써, 속성을 사용하기 위한 인터페이스를 유지하고, 메서드 이름을 낭비하지 않는다. API가 많아질수록 복잡성은 증가하기 때문에 다형성은 유용하며 코드 재사용성을 늘려주어 유지보수가 용이하도록 도와주는 개념이다.

 

결국 OOP는 위 네 가지 특성들을 통해서 어떤 대상을 추상화(Abstraction)하여 공통점을 찾고, 그것을 캡슐화(Encapsulation)해 한 군데에 모아 객체를 만들고, 새로운 객체가 상속(Inheritance) 받아 재사용이 가능하게 만들어준다. 상속받은 객체는 다형성(Polymorphism)을 통해 기능을 수정 또는 추가하여 재사용할 수 있다.

 

 

객체 지향 언어

• 시뮬라 67(최초즤 객체 지향 언어)
• 스몰토크
• 비주얼 베이직 닷넷
• 오브젝티브-C
• C++
• C#
• Dart
• 자바
• 객체지향 파스칼
• 델파이
• 파이썬
• 펄
• 루비
• 액션스크립트
• ASP
• 스위프트

 

 

참고자료 : https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B0%9D%EC%B2%B4_%EC%A7%80%ED%96%A5_%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%B0%8D

객체 지향 프로그래밍 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

참고자료 : https://namu.wiki/w/%EA%B0%9D%EC%B2%B4%20%EC%A7%80%ED%96%A5%20%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%B0%8D

객체 지향 프로그래밍 - 나무위키

참고자료 : 

https://proengineer.tistory.com/manage/newpost/?type=post&returnURL=%2Fmanage%2Fposts%2F# 

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