💡해당 게시글은 방송통신대학교 김희천 교수님의 'Java 프로그래밍' 강의를 개인 공부 목적으로 메모하였습니다.

학습 개요

java 언어의 발전 과정과 java 언어의 특징 살펴봄
바이트 코드, java 플랫폼 등의 새로운 개념 이해
간단한 예제 프로그램 학습
java 프로그래밍을 위한 개발 환경 설치
중요한 객체 지향 개념인 추상화와 클래스에 대해 정리

학습 목표

java 언어의 특징 나열
바이트 코드, java 플랫폼에 관해 설명 가능
java 프로그래밍을 위한 개발 환경 준비
객체와 클래스 구별 가능

강의록

Java 언어 개요

Java 언어의 기원

Sun Microsystems의 제임스 고슬링
1990년 그린 프로젝트와 Oak 언어 개발
- 그린프로젝트
  - 소형 전자 제품의 셋톱 박스에 들어갈 제어용 프로그램 개발 프로젝트
- Oak 언어
  - 후에 Java 언어로 개명
- 1990년 초 World Wide Web의 태동기
1995년 Java와 HotJava 발표
- 웹에서 동작하는 프로그램 개발에 적당 → 웹 확산과 함께 자바 주목
- HotJava
  - 자바 언어 수용한 첫번째 웹브라우저
1996년 1월 JDK1.0 발표
- 1998년 Java2 SDK, SE 1.2
- 2014년 Java Platform(JDK) SE 8
  - 소프트웨어 개발 키트
  - 다양한 프로세스에서 수정 없이 사용 가능
- 2023년 9월 Java SE 21 발표
2009년 Oracle이 Sun 인수

Java 언어의 특징

C/C++ 언어와 문법적으로 유사하나 단순함
- 포인터 개념, 전처리기, 메모리 작업 불필요
운영체제와 무관, 하드웨어 플랫폼에 독립적
- 자바 플랫폼이 있을 경우 어떤 운영체제에서 사용하든지 간에 수정 없이 실행 가능
- 실행 환경(자바 플랫폼)이 언어에 함께 포함
완전한 객체 지향 프로그래밍 언어
- 하이브리드 객체 지향 언어인 C++은 객체 지향적 프로그래밍 및 절차적 언어처럼 작성 가능
- 객체 지향 스타일로만 프로그램 작성 가능
데스크톱 응용 외에 웹 또는 네트워크 프로그래밍 용이
- 웹 운영이나 네트워크 활용한 클라이언트 서버 프로그램 작성 시 맞춤 라이브러리 제공
변수 등의 사용에 있어서 엄격한 자료형의 검사
- 변수 사용 시 자료형에 대한 검사 엄격
예외 처리 기능 제공
- 프로그램 실행 도중 에러 발생 시 비정상적으로 종료가 되기 때문에 예외 처리 기능으로 오류 발생 처리해 프로그램을 끝까지 실행
멀티 스레딩 지원
- 스레드
  - 하나의 프로그램 안에서 진행 될 수 있는 세부 작업 흐름
  - 프로세스 안에서 존재하는 독립적인 작은 실행 흐름
    - 운영체제에서 프로세스 생성 → 프로그램 실행
- 독립적인 실행 흐름을 동시에 실행 가능

Java 플랫폼

프로그램 실행을 위한 하드웨어, 소프트웨어 환경
Java 플랫폼은 Java 프로그램의 개발과 실행을 위한 소프트웨어 환경
- 컴파일 후 만들어진 바이트 코드가 자바 플랫폼에서 실행
사용 중인 운영 체제(Windows, Linux)에 맞는 Java 플랫폼을 설치해야함

Java 플랫폼의 구성

Java VM
- Java 프로그램의 실행 환경을 제공하는 가상 기계(소프트웨어 환경)
- Java 프로그램의 구동 엔진
- Java 프로그램 실행에 필요한 사항을 관리
- 메모리 정리를 자동으로 수행
  - 가비지 컬랙션
  - 메모리 할당 받은 후 메모리를 더 이상 사용하지 않을 때 프로그램 상에서 운영체제로 반환 필요
Java API(Application Programing Interface)
- 프로그램의 개발에 필요한 클래스 라이브러리
- 패키지(클래스 묶음)들이 계층 구조로 분류되어 있음
  - 서브 패키지 존재
실행 과정
1. Java 소스 파일 작성
2. 컴파일러 이용해 소스파일 컴파일 시 클래스 파일 생성
  - jdk에 컴파일러 존재
  - .java 파일 -컴파일→ .class 파일
  - 자바는 완전한 객체 지향 언어기 때문에 자바 프로그램 작성한다는 것은 클래스를 작성하는 일이 됨
  - 클래스가 소스프로그램에 존재 시 각 클래스마다 클래스 파일이 컴파일 과정을 통해 만들어짐
3. 클래스 파일이 자바 VM에서 실행되어 프로그램이 실행됨
  - 어떤 OS를 사용하던지 간에 호환되는 Java 플랫폼이 존재한다면 자바 프로그램 어디서든지 실행 가능
Java 소스
- .java
  - Java 소스 프로그램의 확장자
바이트 코드
- .class
  - 바이트 코드 파일 확장자
- 클래스 파일
- Java 소스를 컴파일한 결과물
- Java 플랫폼의 Java VM에서 실행 가능한 코드

JDK(Java Deveplopment Kit)의 설치

JDK, Java SDK
- Java 플랫폼과 개발 도구의 묶음
  - 컴파일러, 디버거, 문서도구 등
    1. Java 홈페이지에서 다운로드 후 설치
- 자신이 사용하는 운영 체제에 맞는 것을 선택
  1. JDK 설치 후 Java 프로그램의 실행
- 소스 작성을 위해 텍스트 편집기 사용
- 명령 프롬프트 창에서 컴파일 명령은 javac
  1 javac Hello.java
- 명령 프롬프트 창에서 실행 명령은 java
  1 java Hello

환경 변수
- PATH 변수 경로 추가
  - C:\Program Files\Java\jdk-21\bin
    - 컴파일 명령, 자바 실행 명령 등 개발 툴 존재
- JAVA_HOME 변수 경로 추가
  - JDK 설치 폴더
  - C:\Program Files\Java\jdk-21

Eclipse 설치

Eclipse 홈페이지에 접속
- 무료 오픈 소스 프로그램 개발 도구
Eclipse IDE for Java Developers
- 설치용 파일(.exe) 또는 압축 파일(.zip) 다운로드
설치 과정에서 작업 공간(workspace) 폴더 지정
- workspace
  - 프로젝트 폴더, 소스 코드, 클래스 파일 등을 저장하는 장소

Eclipse 사용하여 Java 프로그램 개발하기

Java Project 생성
- File → New → Java Project
클래스가 저장될 패키지 생성
- 프로젝트 → 마우스 오른쪽 버튼 → New → Package
패키지 안에 클래스 생성
- Java 프로그램은 클래스 단위로 작성
- 패키지 이름 → 마우스 오른쪽 버튼 → New → Class
- 클래스 이름으로 파일 이름(.java) 정해짐
Java 소스 저장 시 컴파일 되며, 클래스마다 .class 파일 생성됨
main() 메소드를 가진 클래스 실행

Java 소스의 구성

주석, 클래스, `main()` 메소드

주석
- /*...*/
  - 실행과 무관
  - 사이의 내용을 무시함
  - 여러 줄 주석
- /**...*/
  - 소스 코드 맨 앞에 전반적 설명을 작성하는 주석
  - 자동으로 소스 코드의 매뉴얼 생성을 가능하게 함
    - javadoc 명령
  - 여러 줄 주석
- //
  - 같은 라인에서 이후에 나오는 내용은 실행과 무관함
  - 이후 내용을 무시
  - 한줄 주석

클래스 정의와 main 메소드의 형식

  
  package com;
    
  public class Main {
      public static void main(String[] args) {

      }
  }

public class의 이름이 A 일 경우, A.java 파일에 저장되어야 함

Hello 애플리케이션

  
  /**
   * The Hello class implements an application that
   * simply prints "Hello, Java Application! " to standard output.
  */
  public class Hello { // 클래스 정의 블록
      public static void main(String args[]) { // 프로그램 실행시 main  함수 필요
          System.out.println("Hello, Java Application!"); // 출력문
      }
  } 

대소문자 구분
주석, public class, main() 메소드, 출력문을 가진 프로그램
System.out
- 표준 출력 담당하는 객체
- System 클래스 안에 정의 되어있는 static field인 out 사용해 화면 출력
- print() 또는 println()을 수행

실행
1. 프로그램 작성
  - Hello.java 파일 저장
2. 실행
  - 실행 버튼 또는 Run 메뉴(Ctrl+ F11) 실행
  - 명령어 사용
    1. 컴파일 명령
      - javac Hello.java
        컴파일 명령 실행 시 class 파일 생성
        클래스 이름.class 생성
    2. 실행 명령
      - java Hello
      - main 함수를 가지고 있는 클래스 이름 입력 시 실행 가능
      - Hello 클래스에서 main() 메소드 실행

프로젝트 배포하기

배포
- 개발된 Java 프로그램을 묶어서 외부에서 실행 가능하게 내보내는 것
  - 실행에 필요한 클래스 파일을 묶어서 .jar 파일을 만들 수 있음
- 프로젝트 → 마우스 오른쪽 버튼 → Export 선택
  - export 유형, jar 파일 경로 및 이름 지정

객체 지향 프로그래밍

클래스와 객체

추상화
- 구체적인 모든 사실이 아니라 전형적이고 필요한 부분만을 추려서 사물을 이해하고 표현하는 것
- 필요한 일부분만 간단히 표현
클래스
- 객체를 만들기 위한 모형 또는 틀
- 공통적인 특징을 가지는 객체들을 추상화하기 위한 수단
- 객체의 상태는 필드(데이터)로, 행위는 메소드로 구현
  - 동종의 객체들을 표현한 필드 정의
  - 데이터 필드를 가지고 메소드로 표현
- 객체는 특정 클래스의 인스턴스
- 추상화를 통해 프로그램 상에서 표현된 것
인스턴스
- 클래스가 실체화 된 것

객체 지향 Java 프로그램

Java 프로그램과 클래스
- 클래스가 프로그램 구성의 기본 단위
- 객체의 데이터(필드)와 객체의 기능(메소드)이 클래스 구조로 캡슐화되어 있음
- 클래스 정의로부터 객체(인스턴스)들이 만들어지고 객체들 간의 상호작용으로 프로그램이 동작

C 프로그램과 Java 프로그램의 비교

성적 처리를 위한 C 프로그램

  
  #include <stdio.h>
    
  int e[2]; //영어 성적을 위한 변수
  int m[2]; //수학 성적을 위한 변수
    
  void input_grade() { //영어, 수학 성적을 입력 받는 함수
      e[0] = 90; //첫 번째 학생의 영어 성적
      e[1] = 80; //두 번째 학생의 영어 성적
      m[0] = 85; //첫 번째 학생의 수학 성적
      m[1] = 80; //두 번째 학생의 수학 성적
  }
    
  void output_grade() { //총점 출력하는 함수
      printf("%d, %d", e[0]+m[0], e[1]+m[1]);
  }
    
  void main(void) { // main 함수
      input_grade();
      output_grade();
  }

절차적 프로그래밍
프로그래밍의 기본 단위는 함수

성적 처리를 위한 Java 프로그램

  
  // GradeOutput.java
    
  class Grade { // 성적 클래스
      int e; //영어 성적을 위한 변수
      int m; //수학 성적을 위한 변수
        
      void output_grade() { //총점을 구하는 메소드
          System.out.println(e+m);
      }
  }

  public class GradeOutput {
      public static void main(String args[]) {
          Grade g1, g2; //2명의 성적을 표현하는 변수 선언
          g1 = new Grade(); //객체의 생성
          g2 = new Grade();
          g1.e = 90; g1.m = 85; //점수 입력
          g2.e = 80; g2.m = 80;
          g1.output_grade();
          g2.output_grade();
      }
  }

객체 지향적 프로그래밍
객체.함수이름

연습 문제

똑같은 바이트 코드가 Java 플랫폼이 설치된 다양한 하드웨어와 운영체제에서 수정 없이 실행될 수 있다. Java 언어의 특징 중에 다음 내용이 의미하는 것은?
a. 플랫폼에 독립적
Java 언어의 특징 중에 다음 내용이 의미하는 것은?
1 2 public class A { } class B { }
a. A.class와 B.class가 생성된다.

“Hello, World!”를 화면에 출력하는 자바 프로그램을 작성하라.

  
 public class Main {
     public static void main(String[] args){
         System.out.println("Hello, World!");
     }
 }

학습 정리

java 프로그램의 기본 구성 단위는 클래스
java에서는 변수 자료형에 대한 검사 엄격
java 프로그램을 위해서 jdk 설치 필요
java 소스는 컴파일 된 후, 바이트 코드가 java 플랫폼에서 실행됨
java 플랫폼은 java VM과 java API로 구성됨
main() 메소드 형식은 public static void main(String[] args)
클래스는 동종 객체를 추상화시켜 표현한 틀이며, 데이터와 메소드로 구성됨
객체는 특정 클래스의 인스턴스임

[Java 프로그래밍] 1강 - JAVA와 객체 지향 프로그래밍

학습 개요

학습 목표

강의록

Java 언어 개요

Java 언어의 기원

Java 언어의 특징

Java 플랫폼

Java 플랫폼의 구성

JDK(Java Deveplopment Kit)의 설치

Eclipse 설치

Eclipse 사용하여 Java 프로그램 개발하기

Java 소스의 구성

주석, 클래스, main() 메소드

프로젝트 배포하기

객체 지향 프로그래밍

클래스와 객체

객체 지향 Java 프로그램

C 프로그램과 Java 프로그램의 비교

연습 문제

학습 정리

Further Reading

[Java 프로그래밍] 2강 - JAVA 기본 문법

[Java 프로그래밍] 3강 - JAVA 기본 문법

[Java 프로그래밍] 4강 - 클래스와 상속

주석, 클래스, `main()` 메소드