[TIL] 2024-12-16_다형성

📕 Today I Learned - 오늘 내가 공부한 것을 정리합니다.

1. 다형성(Polymorphism)

객체지향 프로그래밍의 대표적인 특징

• 캡슐화
• 상속
• 다형성

다형성

프로그래밍에서 다형성은 한 객체가 여러 타입의 객체로 취급될 수 있는 능력을 뜻한다.
= 하나의 객체가 다른 타입으로 사용될 수 있다는 뜻

다형성 핵심 이론

• 다형적 참조
• 메서드 오버라이딩

다형적 참조

자바에서 부모 타입은 자신은 물론이고, 자신을 기준으로 모든 자식 타입을 참조할 수 있다. 이것이 바로 다양한 형태를 참조할 수 있다고 해서 다형적 참조라 한다.

package poly.basic;

public class PolyMain {
    public static void main(String[] args) {
        // 부모 변수가 자식 인스턴스 참조(다형적 참조)
        System.out.println("Parent -> Child");
        Parent poly = new Child();
        poly.parentMethod();
//      poly.childMethod(); // 자식의 기능은 호출할 수 없다. 컴파일 오류 발생

//        Child child1 = new Parent(); // 자식은 부모를 담을 수 없다.
    }
}

• poly 는 Parent 타입이다. 따라서 Parent 클래스부터 시작해서 필요한 기능을 찾는다. 상속관계는 부모 방향으로 찾아 올라갈 수는 있지만 자식 방향으로 찾아 내려갈 수는 없다. = childMethod()를 찾을 수 없으므로 컴파일 오류가 발생한다.

자식 객체의 메서드를 호출하고 싶으면 어떻게 해야할까? = 캐스팅(Casting)

다운캐스팅

부모는 자식을 담을 수 있지만 자식은 부모를 담을 수 없다.

• Parent parent = new Child(); : 부모는 자식을 담을 수 있다.
• Parent parent = child; // Child child 변수 : 부모는 자식을 담을 수 있다.

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• Child child = poly; // Parent poly 변수

부모 타입을 사용하는 변수를 자식 타입에 대입하려고 하면 컴파일 오류 발생

이때, 다운캐스팅이라는 기능을 사용해서 부모 타입을 잠깐 자식 타입으로 변경하면 된다.

캐스팅

• 업캐스팅(upcasting) : 부모 타입으로 변경
• 다운캐스팅(downcasting) : 자식 타입으로 변경

다운캐스팅과 주의점

package poly.basic;

// 다운캐스팅을 자동으로 하지 않는 이유
public class CastingMain4 {
    public static void main(String[] args) {
        Parent parent1 = new Child();
        Child child1 = (Child) parent1;
        child1.childMethod(); // 문제 없음

        Parent parent2 = new Parent();
        Child child2 = (Child) parent2; // 런타임 오류 - ClassCastException
        child2.childMethod(); // 실행 불가
    }
}

parent2 는 Parent로 생성이 되었다. 따라서 메모리 상에 Child 자체가 존재하지 않는다.

자바에서는 이렇게 사용할 수 없는 타입으로 다운캐스팅하는 경우에 ClassCastException 이라는 예외를 발생시킨다. 예외가 발생하면 다음 동작이 실행되지 않고, 프로그램이 종료된다.

instanceof

• instanceof : 변수가 참조하는 인스턴스의 타입을 확인

다운캐스팅을 수행하기 전 먼저 instanceof 를 사용해서 원하는 타입으로 변경이 가능한지 확인

parent instanceof Child // parent는 Parent의 인스턴스
new Parent() instanceof Child // false

참고로 instanceof 키워드는 오른쪽 대상의 자식 타입을 왼쪽에서 참조하는 경우에도 true 반환

parent instanceof Parent
new Parent() instanceof Parent // parent 가 Parent의 인스턴스를 참조하는 경우: true
new Child() instanceof Parent // parent 가 Child의 인스턴스를 참조하는 경우: true

다형성과 메서드 오버라이딩

✨ 오버라이딩 된 메서드는 항상 우선권을 가진다.

오버라이딩은 부모 타입에서 정의한 기능을 자식 타입에서 재정의하는 것이다. 만약 자식에서도 오버라이딩하고 손자에서도 같은 메서드를 오버라이딩하면 손자의 오버라이딩 메서드가 우선권을 가진다. 더 하위 자식의 오버라이딩 된 메서드가 우선권을 가지는 것이다.

package poly.overriding;

public class OverridingMain {
    public static void main(String[] args) {
        // 부모 변수가 자식 인스턴스를 참조(다형적 참조)
        Parent poly = new Child();
        System.out.println("Parent -> Child");
        System.out.println("value = " + poly.value); // 변수는 오버라이딩X
        poly.method(); // 메서드 오버라이딩!
    }
}

• 다형성 참조: 하나의 변수 타입으로 다양한 자식 인스턴스를 참조할 수 있는 기능
• 메서드 오버라이딩: 기존 기능을 하위 타입에서 새로운 기능으로 재정의

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💭 5주차를 시작하면서 본캠프에 들어갈 준비를 하고 있다. 조원들과 나눴던 스몰토크처럼 여유있을 때 개인적으로 부족한 점을 최대한 채우고 갈 수 있길 바란다.