[Java] 정리해서 다시보자 #3 - 추상 클래스와 인터페이스

다형성(Polymorphism)

다형성(polymorphism)이란 하나의 객체가 여러 가지 타입을 가질 수 있는 것을 의미합니다.
자바에서는 이러한 다형성을 부모 클래스 타입의 참조 변수로 자식 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 있도록 하여 구현하고 있습니다.
다형성은 상속, 추상화와 더불어 객체 지향 프로그래밍을 구성하는 중요한 특징 중 하나입니다.

추상 클래스

추상 메서드(Abstract Method)

추상 메서드란 자식 클래스에서 반드시 오버라이딩(Overriding)해야만 사용할 수 있는 메소드를 의미합니다.
자바에서 추상 메소드를 선언하여 사용하는 목적은 추상 메소드가 포함된 클래스를 상속받는 자식 클래스가 반드시 추상 메소드를 구현하도록 하기 위함입니다.

예를 들면 모듈처럼 중복되는 부분이나 공통적인 부분은 미리 다 만들어진 것을 사용하고, 이를 받아 사용하는 쪽에서는 자신에게 필요한 부분만을 재정의하여 사용함으로써 생산성이 향상되고 배포 등이 쉬워지기 때문입니다.

이러한 추상 메소드는 선언부만이 존재하며, 구현부는 작성되어 있지 않습니다.
바로 이 작성되어 있지 않은 구현부를 자식 클래스에서 오버라이딩하여 사용하는 것입니다.

자바에서 추상 메소드는 다음과 같은 문법으로 선언합니다.

abstract 리턴타입 메서드이름();

위와 같이 선언부만 있고 구현부가 없습니다.

추상 클래스(Abstract Class)

하나 이상의 추상 메서드를 포함하는 클래스를 추상 클래스라고 합니다.
추상 클래스는 다형성을 가지는 메서드의 집합을 정의할 수 있도록 해줍니다.

즉, 반드시 사용되어야 하는 메소드를 추상 클래스에 추상 메소드로 선언해 놓으면, 이 클래스를 상속받는 모든 클래스에서는 이 추상 메소드를 반드시 재정의해야 합니다.

자바에서 추상 클래스는 다음과 같은 문법으로 선언합니다.

abstract class 클래스이름 {
    ...
    abstract 리턴타입 메서드이름();
    ...
}

이러한 추상 클래스는 동작이 정의되어 있지 않은 추상 메소드를 포함하고 있으므로, 인스턴스를 생성할 수 없습니다.

추상 클래스는 먼저 상속을 통해 자식 클래스를 만들고, 만든 자식 클래스에서 추상 클래스의 모든 추상 메소드를 오버라이딩하고 나서야 비로소 자식 클래스의 인스턴스를 생성할 수 있게 됩니다.

추상 클래스는 추상 메서드를 포함하고 있다는 점을 제외하면, 일반 클래스와 모든 점이 같습니다.
즉, 생성자와 필드, 일반 메소드도 포함할 수 있습니다.

추상 메서드의 사용 목적

자바에서 추상 메소드를 선언하여 사용하는 목적은 추상 메소드가 포함된 클래스를 상속받는 자식 클래스가 반드시 추상 메소드를 구현하도록 하기 위함입니다.

만약 일반 메소드로 구현한다면 사용자에 따라 해당 메소드를 구현할 수도 있고, 안 할 수도 있습니다.

하지만 추상 메소드가 포함된 추상 클래스를 상속받은 모든 자식 클래스는 추상 메소드를 구현해야만 인스턴스를 생성할 수 있으므로, 반드시 구현하게 됩니다.

인터페이스(interface)

자식 클래스가 여러 부모 클래스를 상속받을 수 있다면, 다양한 동작을 수행할 수 있다는 장점을 가지게 될 것입니다.
하지만 클래스를 이용하여 다중 상속을 할 경우 메소드 출처의 모호성 등 여러 가지 문제가 발생할 수 있어 자바에서는 클래스를 통한 다중 상속은 지원하지 않습니다.

하지만 다중 상속의 이점을 버릴 수는 없기에 자바에서는 인터페이스라는 것을 통해 다중 상속을 지원하고 있습니다.
인터페이스(interface)란 다른 클래스를 작성할 때 기본이 되는 틀을 제공하면서, 다른 클래스 사이의 중간 매개 역할까지 담당하는 일종의 추상 클래스를 의미합니다.

자바에서 추상 클래스는 추상 메소드뿐만 아니라 생성자, 필드, 일반 메소드도 포함할 수 있습니다.
하지만 인터페이스(interface)는 오로지 추상 메소드와 상수만을 포함할 수 있습니다.

인터페이스의 선언

자바에서 인터페이스를 선언하는 방법은 클래스를 작성하는 방법과 같습니다.
인터페이스를 선언할 때에는 접근 제어자와 함께 interface 키워드를 사용하면 됩니다.

접근제어자[public|private|protected] interface 인터페이스이름 {

    public static final 타입 상수이름 = 값;

    ...

    public abstract 메소드이름(매개변수목록);

    ...

}

단, 클래스와는 달리 인터페이스의 모든 필드는 public static final이어야 하며, 모든 메소드는 public abstract이어야 합니다.
이 부분은 모든 인터페이스에 공통으로 적용되는 부분이므로 이 제어자는 생략할 수 있습니다.
이렇게 생략된 제어자는 컴파일 시 자바 컴파일러가 자동으로 추가해 줍니다.

인터페이스의 구현

인터페이스는 추상 클래스와 마찬가지로 자신이 직접 인스턴스를 생성할 수는 없습니다.
따라서 인터페이스가 포함하고 있는 추상 메소드를 구현해 줄 클래스를 작성해야만 합니다.

class 클래스이름 implements 인터페이스이름 { ... }

인터페이스의 장점

인터페이스를 사용하면 다중 상속이 가능할 뿐만 아니라 다음과 같은 장점을 가질 수 있습니다.

1. 대규모 프로젝트 개발 시 일관되고 정형화된 개발을 위한 표준화가 가능합니다.
2. 클래스의 작성과 인터페이스의 구현을 동시에 진행할 수 있으므로, 개발 시간을 단축할 수 있습니다.
3. 클래스와 클래스 간의 관계를 인터페이스로 연결하면, 클래스마다 독립적인 프로그래밍이 가능합니다.

참고

http://www.tcpschool.com/java/java_polymorphism_concept