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객체지향(OOP - Object Oriented Programming) - C++/C#/CS 기초

Posted Updated
By Seungmin Lee
9 min read

객체지향(OOP - Object Oriented Programming)

📌 개념 정리

  • 객체지향(OOP, Object-Oriented Programming)은 데이터와 행위를 객체 단위로 묶어서 설계하는 방법론.
  • 주요 특징 (4대 특성)
    1. 추상화 (Abstraction)
    2. 캡슐화 (Encapsulation)
    3. 상속 (Inheritance)
    4. 다형성 (Polymorphism)

1) 추상화 (Abstraction)

핵심 아이디어

  • 복잡한 현실/구현 세부를 감추고 본질적인 공통 행위와 속성만 드러내는 것.
  • C++에서는 주로 추상클래스와 순수가상함수로, C#에서는 abstract class(또는 interface)로 표현.

예시

게임을 만드려고 한다. 여기서, 적과 주인공이 등장을 하고 서로 싸운다.

  • 절차지향적 프로그래밍
    • 각 적을 각각의 객체로 생성을 하고, 각각의 역할과 데이터, 작업을 작성한다.
    • ex) enemy1 - 체력, 공력력, 방어력, 스킬, 등등…
    • ex) enemy2 - 체력, 공력력, 방어력, 스킬, 등등…
    • ex) hero - 체력, 공력력, 방어력, 스킬, 입력, UI연동 등등…
  • OOP적 프로그래밍
    • 공통된 요소를 하나로 묶은 추상 클래스를 생성하고, 이를 상속받은 각각의 자식 클래스를 만든다.
    • ex) character class -> 체력, 공격력, 방어력, ID, 죽는 모션
    • ex) enemy1: character class -> 스킬, 모션, sprite, (추가적으로 character class에 있는 것)
    • ex) hero : character class -> 입력, UI연동, 스킬, 모션, sprite, (추가적으로 character class에 있는 것)
    • 외부에서 호출할 때 단순하게 character class 를 호출하여 사용할 수 있다.

C++ 포인트

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struct Shape { // [추상클래스](/posts/whatis-abstractclass/)
    virtual ~Shape() = default;
    virtual double Area() const = 0; // [순수가상함수](/posts/whatis-purevirtualfunction/)
};
struct Circle : Shape {
    double r;
    explicit Circle(double r) : r(r) {}
    double Area() const override { return 3.14159 * r * r; }
};

C# 포인트

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public abstract class Sensor {               // [추상클래스](/posts/whatis-abstractclass/)
    public abstract float Read();            // 추상 메서드 (= 순수 가상과 유사)
}
public class TempSensor : Sensor {
    public override float Read() => 36.5f;
}

언제 쓰나 / 주의점

  • “무엇을 할 수 있는가(계약)” 만 노출하고 “어떻게 하는가(구현)”는 감춘다.
  • 추상화 계층이 과도하면 오히려 복잡도 ↑. 실사용 지점과 의미 있는 경계에서만 도입.

연결 개념: 추상클래스, 순수가상함수, 클래스, 상속, 다형성

2) 캡슐화 (Encapsulation)

핵심 아이디어

  • 데이터와 행위를 하나의 클래스로 묶고, 접근 제어를 통해 내부 상태를 보호한다.
  • 불변식(invariant)을 지키는 메서드만 외부에 공개 → 객체 일관성 유지.

C++ 포인트

  • private/protected/public 접근 지정자, 게터/세터 대신 의미 있는 동작 메서드 권장.
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    class BankAccount {
  double balance_; // private -> 외부 직접 접근 불가
public:
  explicit BankAccount(double b) : balance_(b) {}
  void Deposit(double x) { if (x > 0) balance_ += x; }
  bool Withdraw(double x) { if (x <= balance_) { balance_ -= x; return true; } return false; }
  double Balance() const { return balance_; }
};

C# 포인트

  • 자동 속성 + 제한된 setter로 불변식 보존.
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    public class BankAccount {
  public decimal Balance { get; private set; }
  public void Deposit(decimal x) { if (x > 0) Balance += x; }
  public bool Withdraw(decimal x) {
      if (x <= Balance) { Balance -= x; return true; }
      return false;
  }
}

언제 쓰나 / 주의점

  • 외부에 상태 자체를 노출하지 말고, 의미 있는 행위만 제공.
  • 캡슐화 약화 요인: public 필드 남발, 광범위한 friend(C++), 무분별한 setter.

연결 개념: 클래스, 컴포지션, 상속

3) 상속 (Inheritance)

핵심 아이디어

  • 상위 클래스의 속성과 행위를 하위 클래스가 재사용/확장.
  • is-a 관계에서 적합. 다형성의 기반이 된다.

C++ 포인트

  • public/protected/private 상속, 다중 상속 지원.
  • 다중 상속 시 다이아몬드상속문제 발생 가능 → virtual 상속으로 해결.
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struct A { virtual ~A() = default; };
struct B : virtual A {};
struct C : virtual A {};
struct D : B, C {}; // 다이아몬드 상속 문제 방지 (virtual 상속)

C# 포인트

  • 단일 상속만 허용(클래스 기준). 다중 행위 확장은 인터페이스로 해결.

언제 쓰나 / 주의점

  • “진짜 is-a인가?”를 먼저 검증. is-implemented-in-terms-of 라면 컴포지션이 더 적합.
  • 상위 변경이 하위에 연쇄 영향(리스코프 치환 위반) 주의.

연결 개념: 다이아몬드상속문제, 다형성, 컴포지션, 클래스

4) 다형성 (Polymorphism)

핵심 아이디어

  • 같은 메시지(인터페이스)에 여러 다른 구현이 응답.
  • 정적 다형성(오버로딩/템플릿) + 동적 다형성(런타임 바인딩).

C++ 포인트 (동적)

  • virtual 함수 사용 시 객체에 가상함수vptr가 생기고, vtable을 통해 런타임 디스패치.
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    #include <iostream>
struct Base { 
  void f() { std::cout << "Base::f\n"; }       // 정적 바인딩
  virtual void g() { std::cout << "Base::g\n"; } // 동적 바인딩 -> vtable
};
struct Der : Base {
  void f() { std::cout << "Der::f\n"; }        // 숨김(hiding)
  void g() override { std::cout << "Der::g\n"; }
};
int main() {
  Base* p = new Der();
  p->f(); // Base::f (정적 바인딩)
  p->g(); // Der::g  (동적 바인딩, 가상 함수 vptr/vtable)
  delete p;
}

C# 포인트

  • virtual/override(동적 바인딩), sealed(오버라이드 금지), new(숨김) 등으로 제어.
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class Base { public virtual void G() => Console.WriteLine("Base.G"); }
class Der  : Base { public override void G() => Console.WriteLine("Der.G"); }

언제 쓰나 / 주의점

  • 조건문 분기 대신 다형적 호출로 복잡도 감소.
  • C++에선 소멸자도 virtual 고려(다형적 삭제 안전성).
  • 성능 민감 구간에선 정적 다형성(템플릿) 도 대안.

연결 개념: 가상함수vptr, vtable, 상속, 추상클래스

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  P --> V[vptr / vtable]
  I --> D[다이아몬드 상속 문제]
  I --> C[컴포지션-대안]
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