[Java] - abstract class, Interface, Generic

chancehee·2022년 12월 8일

Java

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0. 글을 작성하는 이유

Java에서 다형성 및 여러 이점을 제공하는 고마운 친구들이 있습니다.
추상 클래스, 인터페이스, 제너릭 3인방을 공부하며 장점들을 흡수하여 코드를 작성하고자 하여 글을 작성합니다.

1. abstract class(추상 클래스)

하나 이상의 추상 메서드를 포함한 클래스입니다.

[특징]

단 하나 이상의 추상 메서드만 포함하면 되며 생성자, 일반 메서드도 포함 가능합니다.
추상 클래스와 인터페이스의 다른 점은 인터페이스는 추상 메서드만 포함하나, 추상 클래스는 하나의 추상 메서드만 포함하면 추상 클래스가 됩니다.
추상 클래스는 객체를 생성할 수 없습니다. (= abstract 키워드를 붙인 이유)
상속 전용의 클래스입니다.(부모의 추상 메서드를 자식이 반드시 Overriding 해줘야 합니다.)

[예시]

abstract class Pet{
	public abstract void eat();
}

[장점]

"자식 클래스에서 반드시 재정의가 되어야 된다"는 점에서 다형성을 보장합니다.
구현의 강제를 통해 프로그램의 안정성을 향상 시킵니다.
interface에 있는 메서드 중 구현할 수 있는 메서드를 구현해 개발의 편의를 지원합니다.

2. 추상 메서드

함수 선언만 되어있고 구현부가 없는 메서드입니다.

[특징]

자식 클래스에서 구현이 반드시 이뤄줘야 하기 때문에 private 접근제한자는 사용할 수 없습니다.

[예시]

public abstract void eat();

3. Interface(인터페이스)

다른 클래스를 작성할 때 기본이 되는 틀을 제공하며, 다른 클래스 사이의 중간 매개 역할까지 담당하는 일종의 추상 클래스를 의미합니다. (다중 상속의 이점)

[특징]

[오리지널 인터페이스] 최고 수준의 추상화 단계: 일반 메서드는 모두 abstract 형태입니다.
JDK 8 에서 default method와 static method가 추가되었습니다.
모든 멤버변수는 public static final이며 생략 가능합니다.
모든 메서드는 Public abstract이며 생력 가능합니다.
클래스와 마찬가지로 인터페이스도 extends를 이용해 상속이 가능합니다.
클래스와 다르게 다중 상속이 가능합니다.
추상 메서드와 상수만을 포함합니다.

[예시]

public interface PET {
	public static final int MALE = 1;
    int FEMALE = 2; // 생략 가능
    
    public abstract void eat();
    void run(); // 생략 가능 
}

[장점]

서로 상속의 관계가 없는 클래스들에게 인터페이스를 통한 관계 부여로 다형성 확장이 가능합니다.(느슨한 결합)
독립적인 프로그래밍으로 개발 기간을 단축할 수 있습니다.
대규모 프로젝트 개발 시 일관되고 정형화된 개발을 위한 표준화가 가능합니다.

4. default method

인터페이스에 선언 된 구현부가 있는 일반 메서드입니다.

[특징]

접근 제한자는 public만 가능합니다.(생략 가능)
인터페이스에 있는 메서드의 구현부 작성이 가능합니다.
default method가 추가된 이후, 추상클래스의 활용도가 줄어들었습니다.

[예시]

public interface PET {
	public static final int MALE = 1;
    int FEMALE = 2; // 생략 가능
    
    public abstract void eat();
    void run(); // 생략 가능 
    
    // 시나리오: 펫이 진화해서 기본적으로 날 수 있습니다. ㄷㄷ 
    default void fly() {
    	System.out.print("날아 오르기");
    }
}

[필요성]
1. 기존에 interface 기반으로 동작하는 라이브러리의 interface에 추가해야 하는 기능이 발생
2. 기존 방식으로라면 모든 구현체들이 추가되는 메서드를 Override 해야 합니다.
3. default 메서드는 abstract가 아니므로 반드시 구현 해야 할 필요는 없습니다.

[default 메서드의 충돌] = [다이아몬드 문제]

JDK 1.8 부터 default method가 생기면서 동일한 이름을 갖는 구현부가 있는 메서드가 충돌할 수 있습니다.
method 우선 순위
- super class의 메서드 우선: super class가 구체적인 메서드를 갖는 경우 default method는 무시됩니다.
- interface 간의 충돌: 하나의 interface에서 default method를 제공하고 다른 interface에서도 같은 이름의 메서드(default 유무와 무관)가 있을 때 sub class는 반드시 Override 해서 충돌을 해결합니다.

5. static method

interface에 선언된 static method 입니다.

[특징]

일반 static 메서드와 마찬가지로 별도의 객체가 필요 없습니다.
구현제 클래스 없이 바로 인터페이스 이름으로 메서드에 접근해서 사용 가능합니다.

[예제]

interface Pet {
	static void petInfo() {
    	System.out.println("pet을 사랑으로 돌봐주세요~~.");
    }
}

public class StaticMethodTest {
	public static void main(String[] args) {
    	Pet.petInfo(); // 인터페이스의 이름으로 메서드에 접근합니다.
    }
}

6. Generics

클래스 또는 인터페이스 등을 선언 시 <>에 타입 파라미터 표시하는 것을 말하며, 데이터 형식에 의존하지 않고, 하나의 값이 여러 다른 데이터 타입들을 가질 수 있도록 하는 방법입니다.

[타입 파라미터]

특별한 의미의 알파벳 보다는 단순히 임의의 참조형 타입을 말합니다.
T: reference Type
E: Element
K: Key
V: Value

[와일드 카드]

Generic Type 객체를 할당 받을 때 와일드카드(?)로 사용이 가능합니다.
구체적인 타입 대신 사용합니다. (뭐가 들어올지 모를 때)
Spring에서 반환타입으로 ResponseEntity<?>로 사용한 경험이 있는데, 사실 ?로 사용하기 보다는 타입을 명시해 주는 것이 코드 유지보수에 더 좋은 것으로 알고있습니다.

[특징]

변수 쪽과 생성 쪽의 타입은 반드시 같아야 합니다.

[예시]

public class Generic<T> { // T는 임의의 타입입니다.
	private T something;
    
    // 기본 생성자 
    public Generic() {}
    
    public Generic(T something) {
    	super();
        this.something = something;
    }
    
    public setSomething(T something) {
    	this.something = something;
    }
}

// int, long, double ... 등 의 타입을 담고 싶다면??
public class NumberBox<T extends Number> {
	public void addSomethings(T... ts) {
    	double d = 0;
        for (T t : ts) {
        	d += t.doubleValue();
        }
        System.out.println("총 합: " + d);
    }
}

public class GenericTest {
	public static void main(String[] args) {
    	Generic<String> sbox = new Generic<>();
        sbox.setSomething("Hello"); // compile 시점에 타입에 대한 체크가 발생합니다!! (런타임이 아니라 ㄷㄷ)
        
        NumberBox<Number> numBox = new NumberBox<>();
        numBox.addSomethings(1.5, 2, 3L);
    }
}