코드 한 줄보다 설계 한 장! 자바와 UML로 완성하는 객체지향 프로그래밍 초보 탈출기

코드 한 줄보다 설계 한 장! 자바와 UML로 완성하는 객체지향 프로그래밍 초보 탈출기

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프로그래밍을 처음 시작하면 코드를 입력하는 것에만 집중하기 쉽습니다. 하지만 복잡한 프로그램을 만들 때 가장 중요한 것은 ‘설계’입니다. 자바(Java)라는 언어와 UML(Unified Modeling Language)이라는 설계 도구를 활용하면 객체지향 프로그래밍의 복잡한 개념을 아주 쉽게 정복할 수 있습니다.

목차

1. 객체지향 프로그래밍(OOP)이 어려운 이유와 해결책
2. UML: 프로그래밍의 설계도이자 만국 공용어
3. 자바와 UML의 환상적인 궁합
4. 실전! UML 클래스 다이어그램을 자바 코드로 바꾸는 법
5. 객체지향의 4대 핵심 원칙 쉽게 이해하기
6. 초보자를 위한 단계별 학습 가이드

객체지향 프로그래밍(OOP)이 어려운 이유와 해결책

많은 입문자가 객체지향을 어려워하는 이유는 눈에 보이지 않는 추상적인 개념 때문입니다.

• 추상성의 장벽: 클래스, 객체, 인스턴스라는 용어 자체가 일상 언어와 괴리가 있습니다.
• 복잡한 관계: 객체와 객체가 서로 어떻게 데이터를 주고받는지 머릿속으로만 그리기가 힘듭니다.
• 해결책: 그림(UML)을 통해 구조를 시각화하고, 이를 자바 코드로 옮기는 연습을 하면 개념이 명확해집니다.

UML: 프로그래밍의 설계도이자 만국 공용어

UML은 소프트웨어의 구조를 그림으로 표현하기 위한 표준 언어입니다.

• 시각적 소통: 복잡한 텍스트 코드보다 한 장의 다이어그램이 구조를 파악하기 훨씬 빠릅니다.
• 클래스 다이어그램: 객체지향의 핵심인 클래스의 구성 요소(변수, 메서드)와 관계를 나타내는 가장 대표적인 도구입니다.
• 공통 규격: 전 세계 개발자들이 동일한 기호를 사용하므로 언어에 상관없이 로직을 공유할 수 있습니다.

자바와 UML의 환상적인 궁합

자바는 객체지향 원칙에 매우 충실한 언어입니다. UML로 설계한 내용을 코드로 옮기기에 가장 최적화되어 있습니다.

• 1대 1 매칭: UML의 클래스 상자는 자바의 class 키워드와 정확히 대응됩니다.
• 접근 제어자: UML의 +(public), -(private), #(protected) 기호는 자바의 접근 제한자와 일치합니다.
• 구조적 안정성: UML로 먼저 설계를 하면 자바 코드를 작성할 때 논리적 오류를 비약적으로 줄일 수 있습니다.

실전! UML 클래스 다이어그램을 자바 코드로 바꾸는 법

그림을 코드로 바꾸는 과정은 매우 단순하고 기계적인 규칙을 따릅니다.

• 클래스 이름 정의: 다이어그램 최상단의 이름은 클래스명이 됩니다.
• 예: Car -> public class Car { ... }

• 속성(Field) 작성: 중간 칸의 항목들은 클래스의 멤버 변수가 됩니다.
• 예: - color: String -> private String color;

• 기능(Method) 구현: 하단 칸의 항목들은 클래스의 함수가 됩니다.
• 예: + drive(): void -> public void drive() { ... }

• 관계 표현: 화살표의 방향과 모양에 따라 상속(extends)이나 포함 관계를 코드로 구현합니다.

객체지향의 4대 핵심 원칙 쉽게 이해하기

UML을 활용하면 객체지향의 4가지 기둥을 시각적으로 쉽게 이해할 수 있습니다.

• 캡슐화 (Encapsulation)
• UML에서 - 기호를 사용하여 데이터를 숨기고 메서드를 통해서만 접근하게 설정합니다.
• 자바의 Getter/Setter를 통해 데이터의 안전성을 확보합니다.

• 상속 (Inheritance)
• 비어있는 화살표(△)를 사용하여 부모 클래스의 기능을 자식이 물려받음을 표시합니다.
• 자바에서는 extends 키워드로 코드 재사용성을 높입니다.

• 다형성 (Polymorphism)
• 하나의 인터페이스나 부모 클래스를 통해 여러 형태의 자식 객체를 다루는 기술입니다.
• UML에서는 인터페이스를 점선 화살표로 나타내며, 자바의 implements로 구현합니다.

• 추상화 (Abstraction)
• 불필요한 세부 사항은 숨기고 본질적인 특징만 추출하는 과정입니다.
• 이탤릭체 클래스명이나 기호를 통해 추상 클래스를 표시합니다.

초보자를 위한 단계별 학습 가이드

무작정 코드부터 치지 말고 다음의 순서를 따라보세요.

• 1단계: 요구사항 분석
• 만들고 싶은 프로그램에 어떤 ‘물건(객체)’이 필요한지 나열해 봅니다.

• 2단계: 종이에 UML 그리기
• 컴퓨터 툴이 아니어도 좋습니다. 종이에 네모 상자를 그려 클래스 이름을 적고 속성과 기능을 써넣습니다.

• 3단계: 관계 맺기
• 객체들 사이에 어떤 연관이 있는지 선으로 연결해 봅니다.

• 4단계: 자바 코드로 변환
• 그려진 설계도를 보며 자바 클래스를 하나씩 생성합니다.

• 5단계: 테스트 및 수정
• 코드가 설계대로 작동하는지 확인하고, 설계가 잘못되었다면 그림부터 수정한 뒤 코드를 고칩니다.

자바와 UML을 함께 활용하면 객체지향은 더 이상 어려운 이론이 아닙니다. 눈에 보이는 그림을 코드로 옮기는 즐거운 퍼즐 맞추기가 될 것입니다. 설계 중심의 습관을 통해 더 탄탄하고 유지보수가 쉬운 프로그램을 만들어 보시기 바랍니다.