1) 다형성의 개념
다형성(polymorphism)이란?
다형성(polymorphism)이란 하나의 객체가 여러 가지 타입을 가질 수 있는 것을 의미
참조변수의 다형성
자바에서는 다형성을 위해 부모 클래스 타입의 참조 변수로 자식 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 있도록 하고 있음
// 참조 변수의 다형성을 보여주는 예제
class Parent { ... }
class Child extends Parent { ... }
...
Parent pa = new Parent(); // 허용
Child ch = new Child(); // 허용
Parent pc = new Child(); // 허용
Child cp = new Parent(); // 오류 발생.특정 타입의 참조 변수로는 당연히 같은 타입의 인스턴스를 참조할 수 있음
-> 참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수와 같기 때문
부모 클래스 타입의 참조 변수로도 자식 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 있음
-> 참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수보다 적기 때문
하지만 반대의 경우인 자식 클래스 타입의 참조 변수로는 부모 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 없음
-> 참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수보다 많기 때문
참조 변수의 타입 변환
자바에서 타입 변환을 할 수 있는 참조변수의 조건
1. 서로 상속 관계에 있는 클래스 사이에서만 타입 변환 가능
2. 자식 클래스 타입에서 부모 클래스 타입으로의 타입 변환은 생략 가능
3. 부모 클래스 타입에서 자식 클래스 타입으로의 타입 변환은 반드시 명시해야 함
// (변환할타입의클래스이름) 변환할참조변수
class Parent { ... }
class Child extends Parent { ... }
class Brother extends Parent { ... }
...
Parent pa01 = null;
Child ch = new Child();
Parent pa02 = new Parent();
Brother br = null;
pa01 = ch; // pa01 = (Parent)ch; 와 같으며, 타입 변환을 생략할 수 있음.
br = (Brother)pa02; // 타입 변환을 생략할 수 없음.
br = (Brother)ch; // 직접적인 상속 관계가 아니므로, 오류 발생.
instanceof 연산자
자바에서는 instanceof 연산자를 제공하여, 참조 변수가 참조하고 있는 인스턴스의 실제 타입을 확인할 수 있도록 해줌
참조변수 instanceof 클래스이름// 참조 변수가 실제로 가리키고 있는 인스턴스의 타입을 instanceof 연산자로 확인하는 예제
class Parent { }
class Child extends Parent { }
class Brother extends Parent { }
public class Polymorphism01 {
public static void main(String[] args) {
Parent p = new Parent();
System.out.println(p instanceof Object); // true
System.out.println(p instanceof Parent); // true
System.out.println(p instanceof Child); // false
System.out.println();
Parent c = new Child();
System.out.println(c instanceof Object); // true
System.out.println(c instanceof Parent); // true
System.out.println(c instanceof Child); // true
}
}
2) 추상 클래스
추상 메소드(abstract method)
추상 메소드(abstract method)란 자식 클래스에서 반드시 오버라이딩해야만 사용할 수 있는 메소드를 의미
자바에서 추상 메소드를 선언하여 사용하는 목적은 추상 메소드가 포함된 클래스를 상속받는 자식 클래스가 반드시 추상 메소드를 구현하도록 하기 위함
추상 메소드는 선언부만이 존재하며, 구현부는 작성되어 있지 않음
abstract 반환타입 메소드이름();
추상 클래스(abstract class)
자바에서는 하나 이상의 추상 메소드를 포함하는 클래스를 가리켜 추상 클래스(abstract class)라고 함
추상 클래스는 객체 지향 프로그래밍에서 중요한 특징인 다형성을 가지는 메소드의 집합을 정의할 수 있도록 해줌
반드시 사용되어야 하는 메소드를 추상 클래스에 추상 메소드로 선언해 놓으면, 이 클래스를 상속받는 모든 클래스에서는 이 추상 메소드를 반드시 재정의해야 함
abstract class 클래스이름 {
...
abstract 반환타입 메소드이름();
...
}abstract class Animal { abstract void cry(); }
class Cat extends Animal { void cry() { System.out.println("냐옹냐옹!"); } }
class Dog extends Animal { void cry() { System.out.println("멍멍!"); } }
public class Polymorphism02 {
public static void main(String[] args) {
// Animal a = new Animal(); // 추상 클래스는 인스턴스를 생성할 수 없음.
Cat c = new Cat();
Dog d = new Dog();
c.cry();
d.cry();
}
}
추상 메소드의 사용 목적
자바에서 추상 메소드를 선언하여 사용하는 목적은 추상 메소드가 포함된 클래스를 상속받는 자식 클래스가 반드시 추상 메소드를 구현하도록 하기 위함
추상 메소드가 포함된 추상 클래스를 상속받은 모든 자식 클래스는 추상 메소드를 구현해야만 인스턴스를 생성할 수 있으므로, 반드시 구현하게 됨
3) 인터페이스
인터페이스(interface)란?
인터페이스(interface)란 다른 클래스를 작성할 때 기본이 되는 틀을 제공하면서, 다른 클래스 사이의 중간 매개 역할까지 담당하는 일종의 추상 클래스를 의미
인터페이스(interface)는 오로지 추상 메소드와 상수만을 포함할 수 있음
인터페이스의 선언
접근제어자 interface 인터페이스이름 {
public static final 타입 상수이름 = 값;
...
public abstract 메소드이름(매개변수목록);
...
}클래스와는 달리 인터페이스의 모든 필드는 public static final이어야 하며, 모든 메소드는 public abstract이어야 함
인터페이스의 구현
class 클래스이름 implements 인터페이스이름 { ... }
// 인터페이스를 구현하는 예제
interface Animal { public abstract void cry(); }
class Cat implements Animal {
public void cry() {
System.out.println("냐옹냐옹!");
}
}
class Dog implements Animal {
public void cry() {
System.out.println("멍멍!");
}
}
public class Polymorphism03 {
public static void main(String[] args) {
Cat c = new Cat();
Dog d = new Dog();
c.cry();
d.cry();
}
}// 다중상속 예제
interface Animal { public abstract void cry(); }
interface Pet { public abstract void play(); }
class Cat implements Animal, Pet {
public void cry() {
System.out.println("냐옹냐옹!");
}
public void play() {
System.out.println("쥐 잡기 놀이하자~!");
}
}
class Dog implements Animal, Pet {
public void cry() {
System.out.println("멍멍!");
}
public void play() {
System.out.println("산책가자~!");
}
}
public class Polymorphism04 {
public static void main(String[] args) {
Cat c = new Cat();
Dog d = new Dog();
c.cry();
c.play();
d.cry();
d.play();
}
}
클래스를 이용한 다중 상속의 문제점
class Animal {
public void cry() {
System.out.println("짖기!");
}
}
class Cat extends Animal {
public void cry() {
System.out.println("냐옹냐옹!");
}
}
class Dog extends Animal {
public void cry() {
System.out.println("멍멍!");
}
}
① class MyPet extends Cat, Dog {}
public class Polymorphism {
public static void main(String[] args) {
MyPet p = new MyPet();
② p.cry();
}
}①번 라인에서 MyPet 클래스가 Cat 클래스와 Dog 클래스를 동시에 상속받게 되면 문제가 발생
②번 라인에서 MyPet 인스턴스인 p가 cry() 메소드를 호출하면, 이 메소드가 Cat 클래스에서 상속받은 cry() 메소드인지 Dog 클래스에서 상속받은 cry() 메소드인지를 구분할 수 없는 모호성을 지니게 됨
// 인터페이스를 이용하여 다중 상속을 하게 되면, 메소드 호출의 모호성 방지 가능
interface Animal { public abstract void cry(); }
interface Cat extends Animal { public abstract void cry(); }
interface Dog extends Animal { public abstract void cry(); }
class MyPet implements Cat, Dog {
public void cry() {
System.out.println("멍멍! 냐옹냐옹!");
}
}
public class Polymorphism05 {
public static void main(String[] args) {
MyPet p = new MyPet();
p.cry();
}
}
인터페이스의 장점
1. 대규모 프로젝트 개발 시 일관되고 정형화된 개발을 위한 표준화 가능
2. 클래스의 작성과 인터페이스의 구현을 동시에 진행할 수 있으므로, 개발 시간 단축 가능
3. 클래스와 클래스 간의 관계를 인터페이스로 연결하면, 클래스마다 독립적인 프로그래밍 가능
4) 내부 클래스
내부 클래스(inner class)
내부 클래스(inner class)란 하나의 클래스 내부에 선언된 또 다른 클래스를 의미
class Outer { // 외부 클래스
...
class Inner { // 내부 클래스
...
}
...
}
내부 클래스의 장점
1. 내부 클래스에서 외부 클래스의 멤버에 손쉽게 접근 가능
2. 서로 관련있는 클래스를 논리적으로 묶어서 표현함으로써, 코드의 캡슐화를 증가시킴
3. 외부에서는 내부 클래스에 접근할 수 없으므로, 코드의 복잡성 줄일 수 있음
내부 클래스의 종류
1. 정적 클래스(static class)
: 외부 클래스 영역에 선언된 클래스 중에서 static 키워드를 가지는 클래스
2. 인스턴스 클래스(instance class)
: 외부 클래스 영역에 선언된 클래스 중에서 static 키워드를 가지지 않는 클래스
3. 지역 클래스(local class)
: 외부 클래스의 메소드나 초기화 블록에 선언된 클래스
4. 익명 클래스(anonymous class)
: 다른 내부 클래스와는 달리 이름을 가지지 않는 클래스
익명 클래스(anonymous class)
익명 클래스는 클래스의 선언과 동시에 객체를 생성하므로, 단 하나의 객체만을 생성하는 일회용 클래스
생성자를 선언할 수도 없으며, 오로지 단 하나의 클래스나 단 하나의 인터페이스를 상속받거나 구현할 수 있을 뿐임
// 익명 클래스는 선언과 동시에 생성하여 참조변수에 대입함.
클래스이름 참조변수이름 = new 클래스이름(){
// 메소드의 선언
};
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