C# - 객체지향 프로그래밍(OOP) + 클래스와 객체 + 상속과 다형성

🧱 클래스와 객체의 핵심 개념 정리

📌 객체지향 프로그래밍(OOP)의 4가지 핵심 원칙

• 캡슐화(Encapsulation)
  관련된 데이터와 기능을 하나의 단위로 묶고 외부로부터 숨긴다. 필드와 메서드를 클래스 내부에 감춰 안정성과 유지보수성을 높인다.
• 상속(Inheritance)
  기존 클래스의 속성과 기능을 물려받아 새로운 클래스를 만든다. 코드의 재사용성을 높이고 계층적인 설계를 가능하게 한다.
• 다형성(Polymorphism)
  같은 이름의 메서드가 다양한 방식으로 동작할 수 있도록 한다. 오버라이딩과 오버로딩을 통해 유연한 코드 구현이 가능하다.
• 추상화(Abstraction)
  불필요한 세부 사항은 숨기고 핵심 기능만 노출한다. 사용자 입장에서 필요한 정보만 제공해 코드의 간결성과 명확성을 높인다.

🧩 클래스와 객체

• 클래스(Class)
  객체를 만들기 위한 설계도이다. 필드(속성)와 메서드(행동)로 구성된다. 예: 붕어빵 틀
• 객체(Object)
  클래스에 기반해 만들어진 실체이다. 각 객체는 독립적인 상태를 가진다. 예: 붕어빵

🛠️ 클래스의 구성 요소

• 필드 (Field): 객체의 데이터를 저장하는 변수
• 메서드 (Method): 객체가 수행하는 동작
• 생성자 (Constructor): 객체를 초기화할 때 실행되는 특수 메서드
• 소멸자 (Destructor): 객체가 소멸될 때 호출되는 특수 메서드

🧱 클래스 선언과 인스턴스 생성

class Person
{
    public string Name;
    public int Age;

    public void PrintInfo()
    {
        Console.WriteLine("Name: " + Name);
        Console.WriteLine("Age: " + Age);
    }
}

// 인스턴스 생성
Person p = new Person();
p.Name = "John";
p.Age = 30;
p.PrintInfo();

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🧾 클래스 vs 구조체

항목	클래스	구조체
타입	참조형(Reference Type)	값형(Value Type)
저장 위치	힙(Heap)	스택(Stack)
상속	지원함	지원하지 않음
생성 방식	new 키워드 필요	new 없이도 사용 가능
용도	복잡한 데이터 구조	간단한 데이터 저장

 

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🔒 접근 제한자

• public: 어디서든 접근 가능
• private: 클래스 내부에서만 접근 가능
• protected: 클래스와 그 자식 클래스에서만 접근 가능

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🧭 프로퍼티(Property)

필드에 대한 접근을 제어하고 유효성 검사를 추가할 수 있는 메커니즘.

 

• 1. 프로퍼티란?
  • 프로퍼티는 클래스 멤버로서, 객체의 필드 값을 읽거나 설정하는데 사용되는 접근자(Accessor) 메서드의 조합입니다.
  • 객체의 필드에 직접 접근하지 않고, 간접적으로 값을 설정하거나 읽을 수 있도록 합니다.
  • 필드에 대한 접근 제어와 데이터 유효성 검사 등을 수행할 수 있습니다.
  • 프로퍼티는 필드와 마찬가지로 객체의 상태를 나타내는 데이터 역할을 하지만, 외부에서 접근할 때 추가적인 로직을 수행할 수 있습니다.
• 1. 프로퍼티 구문
  • 프로퍼티는 get과 set 접근자를 사용하여 값을 읽고 설정하는 동작을 정의합니다.
  • get 접근자는 프로퍼티의 값을 반환하고, set 접근자는 프로퍼티의 값을 설정합니다.
  • 필요에 따라 get 또는 set 접근자 중 하나를 생략하여 읽기 전용 또는 쓰기 전용 프로퍼티를 정의할 수 있습니다.

[접근 제한자] [데이터 타입] 프로퍼티명
{
    get
    {
        // 필드를 반환하거나 다른 로직 수행
    }
    set
    {
        // 필드에 값을 설정하거나 다른 로직 수행
    }
}

 

• 프로퍼티 사용 예시
• 다음은 Player 클래스의 이름과 레벨을 나타내는 name과 level 필드를 캡슐화한 프로퍼티의 예시.

class Person
{
    private string name;
    private int age;

    public string Name
    {
        get { return name; }
        set { name = value; }
    }

    public int Age
    {
        get { return age; }
        set { age = value; }
    }
}

Person person = new Person();
person.Name = "John";   // Name 프로퍼티에 값 설정
person.Age = 25;        // Age 프로퍼티에 값 설정

Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, Age: {person.Age}");  // Name과 Age

 

프로퍼티 접근 제한자 적용 & 유효성 검사 예제

class Person
{
    private string name;
    private int age;

    public string Name
    {
        get { return name; }
        private set { name = value; }
    }

    public int Age
    {
        get { return age; }
        set
        {
            if (value >= 0)
                age = value;
        }
    }
}

Person person = new Person();
person.Name = "John";     // 컴파일 오류: Name 프로퍼티의 set 접근자는 private입니다.
person.Age = -10;         // 유효성 검사에 의해 나이 값이 설정되지 않습니다.

Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, Age: {person.Age}");  // Name과 Age 프로퍼티에 접근하여 값을 출력합니다.

 

• 자동 프로퍼티 (Auto Property)
  • 자동 프로퍼티는 프로퍼티를 간단하게 정의하고 사용할 수 있는 편리한 기능입니다.
  • 필드의 선언과 접근자 메서드의 구현을 컴파일러가 자동으로 처리하여 개발자가 간단한 구문으로 프로퍼티를 정의할 수 있습니다.

[접근 제한자] [데이터 타입] 프로퍼티명 { get; set; }

 

아래는 자동 프로퍼티를 사용한 예시.

class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

Person person = new Person();
person.Name = "John";     // 값을 설정
person.Age = 25;          // 값을 설정

Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, Age: {person.Age}");  // 값을 읽어 출력

 

Tip

• 클래스와 객체를 사용하여 프로그램을 작성할 때, 객체 지향 프로그래밍(OOP)의 원칙을 지키도록 노력해야 합니다. 캡슐화, 상속관계, 다형성 등 OOP 개념을 이해하고 활용하여 유지보수성이 높고 재사용 가능한 코드를 작성할 수 있습니다.
• Properties를 사용하여 필드 접근을 제어하면, 코드의 안정성과 가독성을 높일 수 있습니다.
• 클래스의 접근 제한자를 적절히 사용하여 필요한 부분만 외부에서 접근 가능하도록 설정하는 것이 좋습니다.

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💡 생성자와 소멸자

• 생성자: 객체 생성 시 자동 실행. 초기화 작업 수행.
  오버로딩을 통해 다양한 방식으로 객체 초기화 가능.
• 소멸자: 객체가 소멸될 때 자동 호출. 리소스 해제 등의 작업 수행.

 

🧬 상속과 다형성의 핵심 이해

🧾 상속(Inheritance)

• 정의
  기존 클래스(부모 클래스)의 속성과 기능을 새로운 클래스(자식 클래스)가 물려받는 개념이다.
• 장점
  • 코드 재사용성 향상
  • 계층적 구조 형성
  • 유지보수 용이
• 특징
  • C#은 단일 상속만 지원
  • 인터페이스를 통해 다중 상속 효과 구현 가능
  • 부모 클래스의 public 및 protected 멤버는 자식 클래스에서 접근 가능
  • 메서드는 재정의(Override)하여 새로운 동작 구현 가능
• 기본 예시

class Animal
{
    public void Eat() => Console.WriteLine("먹는다");
}

class Dog : Animal
{
    public void Bark() => Console.WriteLine("짖는다");
}

Dog dog = new Dog();
dog.Eat();  // 상속된 메서드
dog.Bark(); // 자식 클래스 고유 메서드

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🌀 다형성(Polymorphism)

• 정의
  동일한 인터페이스를 통해 여러 클래스가 다양한 방식으로 동작하도록 만드는 객체지향 원칙이다.
• 종류
  • 오버로딩(Overloading): 같은 이름, 다른 매개변수의 메서드를 여러 개 정의
  • 오버라이딩(Overriding): 부모 클래스의 메서드를 자식 클래스가 재정의하여 실행 내용 변경

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🔁 오버라이딩과 virtual / override 키워드

• virtual: 부모 클래스에서 해당 메서드가 오버라이딩 가능하다고 명시
• override: 자식 클래스에서 부모의 virtual 메서드를 재정의할 때 사용

class Unit
{
    public virtual void Move() => Console.WriteLine("두 발로 걷기");
}

class Zergling : Unit
{
    public override void Move() => Console.WriteLine("네 발로 걷기");
}

• 실행 예시

List<Unit> units = new List<Unit>();
units.Add(new Unit());
units.Add(new Zergling());

foreach (Unit unit in units)
{
    unit.Move();  // 각각 다르게 출력됨
}

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🧰 추상 클래스와 추상 메서드

• 추상 클래스 (abstract class)
  직접 객체를 만들 수 없고, 반드시 상속받아 구현해야 하는 클래스
• 추상 메서드 (abstract method)
  본문 없이 선언만 존재하며, 자식 클래스가 반드시 오버라이딩해야 함

abstract class Shape
{
    public abstract void Draw();
}

class Circle : Shape
{
    public override void Draw() => Console.WriteLine("원을 그린다");
}

• 사용 예

List<Shape> shapes = new List<Shape> { new Circle(), new Square(), new Triangle() };

foreach (Shape shape in shapes)
{
    shape.Draw();  // 각각의 도형에 맞게 동작
}

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🔄 오버로딩과 오버라이딩 비교

구분	오버로딩(Overloading)	오버라이딩(Overriding)
정의	같은 이름, 다른 매개변수	부모 메서드 재정의
상속	필요 없음	반드시 상속 관계 필요
키워드	없음	virtual, override 사용
예시

// 오버로딩
int Add(int a, int b) => a + b;
int Add(int a, int b, int c) => a + b + c;

// 오버라이딩
public class Shape
{
    public virtual void Draw() => Console.WriteLine("도형 그리기");
}

public class Circle : Shape
{
    public override void Draw() => Console.WriteLine("원 그리기");
}