Java Polymorphism

다형성(polymorphism)

다형성이란 하나의 객체가 여러 가지 타입을 가질 수 있는 것을 의미

자바에서는 다형성을 부모 클래스 타입의 참조 변수로 자식 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 있도록 하여 구현하고 있다.

---

참조 변수의 다형성

부모 클래스 타입의 참조 변수로 자식 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 있다.

✅ 참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수보다 같거나 적어야 참조할 수 있다.

참조 변수의 다형성 - 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.

• 같은 타입의 인스턴스를 참조 ⭕

  • 참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수와 같기 때문이다.

• 부모 클래스 타입의 참조 변수로도 자식 클래스 타입의 인스턴스를 참조 ⭕

  • 참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수보다 적기 때문이다.

• 자식 클래스 타입의 참조 변수로는 부모 클래스 타입의 인스턴스를 참조 ❌

  • 참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수보다 많기 때문이다.

✅ 클래스는 상속을 통해 확장될 수는 있어도 축소될 수는 없으므로,
자식 클래스에서 사용할 수 있는 멤버의 개수가 언제나 부모 클래스와 같거나 많게 된다

---

참조 변수의 타입 변환

자바에서는 참조 변수도 다음과 같은 조건에 따라 타입 변환을 할 수 있다.

• 서로 상속 관계에 있는 클래스 사이에만 타입 변환을 할 수 있다.
• 자식 클래스 타입 👉 부모 클래스 타입으로의 타입 변환은 생략할 수 있다.
• 부모 클래스 타입 👉 자식 클래스 타입으로의 타입 변환은 반드시 명시해야 한다.

✅ 참조 변수의 타입 변환도 기본 타입의 타입 변환과 마찬가지로 타입 캐스트 연산자(())를 사용

문법

(변환할 타입의 클래스 이름) 변환할 참조 변수

참조 변수의 타입 변환 - 예제

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 해준다.

문법

참조 변수 instanceof 클래스 이름

왼쪽에 전달된 참조 변수가 실제로 참조하고 있는 인스턴스의 타입이 오른쪽에 전달된 클래스 타입이면 true를 반환하고, 아니면 false 반환

✅ 참조 변수가 null을 가리키고 있으면 false 반환

instanceof 연산자 - 예제

class Parent { ... }
class Child extends Parent { ... }
class Brother extends Parent { ... }
 

public class Polymorphism {

    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
        
        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

    }
}