[Java] 상속과 메모리 구조

김제현·2024년 1월 16일

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✔ 상속 관계

상속은 객체 지향 프로그래밍의 핵심 요소 중 하나로, 기존 클래스의 필드와 메서드를 새로운 클래스에서 재사용하게 해 준다. 이름 그대로 기존 클래스의 속성과 기능을 그대로 물려받는 것이다. 상속을 사용하려면 extends 키워드를 사용 하면 된다. 그리고 extends 대상은 하나만 선택할 수 있다.

용어 정리

부모 클래스 (슈퍼 클래스) 상속을 통해 자신의 필드와 메서드를 다른 클래스에 제공하는 클래스
자식 클래스 (서브 클래스): 부모 클래스로부터 필드와 메서드를 상속받는 클래스

상속은 부모의 기능을 자식이 물려 받는 것이다. 따라서 자식이 부모의 기능을 물려 받아서 사용할 수 있다. 반대로 부모 클래스는 자식 클래스에 접근할 수 없다. 자식 클래스는 부모 클래스의 기능을 물려 받기 때문에 접근할 수 있지만, 그 반대는 아니다. 부모 코드를 보자! 자식에 대한 정보가 하나도 없다.

단일 상속

자바는 다중 상속을 지원하지 않기 때문에 extend 대상은 하나만 선택할 수 있다. 부모를 하나만 선택할 수 있다는 뜻이다. 하지만 부모가 또 다른 부모를 하나 가지는 것은 괜찮다.

왜냐하면 다중 상속을 사용하게 되면 두 부모가 동일한 메서드를 가지고 있으면 어떤 부모의 메서드를 사용할지 애매해지는 문제가 발생한다. -> 다이아몬드 문제라고 하는데, 이런 다중 상속 문제는 나중에 인터페이스 다중 구현을 통해 해결하면 된다.

상속과 메모리 구조

상속 관계의 객체를 생성하면 그 내부에는 부모와 자식이 모두 생성된다.

상속 관계의 객체를 호출할 때, 대상 타입을 정해야 한다. 이때 호출자의 타입을 통해 대상 타입을 찾는다.

현재 타입에서 기능을 찾지 못하면 상위 부모 타입으로 기능을 찾아서 실행한다. 기능을 찾지 못하면 컴파일 오류 가 발생한다.

메서드 오버라이딩

package extends1.ex1;

public class Car {
    public void move() {
        System.out.println("차가 이동중입니다.");
    }
}

package extends1.ex1;

public class ElectricCar extends Car {
    @Override
    public void move() {
        System.out.println("전기차가 이동중입니다.");
    }
    public void charge() {
        System.out.println("충전중입니다.");
    }
}

부모 타입의 기능을 자식에서는 다르게 재정의 하고 싶을 수 있다.
예를 들어서 자동차의 경우 Car.move() 라는 기능이 있다. 이 기능을 사용하면 단순히 "차가 이동중입니다."라고 출력 한다. 전기차의 경우move() 를 호출한 경우에는 "전기차가 이동중입니다."라고 출력을 변경하고 싶을 때 위와 같이 활용한다.
위와 같이 부모의 기능을 자식에서 재정의 하는 걸 메서드 오버라이딩이라고 한다.
@Override와 같이 에노테이션을 남기지 않아도 올바르게 작동은 되지만 실수를 방지하고 코드의 명확성을 위해 써주는 게 좋다.
final, static, private 는 오버라이딩이 불가하다. final은 말그대로 변경이 불가한 느낌인데 메서드 또한 final을 붙이게 될 경우 이 메서드는 끝났어같은 느낌이고 private 는 클래스 내에서만 접근할 수 있는 건데 될 수 있을리가 없고 static 은 오버라이딩은 찾고 그런게 다 인스턴스 레벨에서 이루어지는 데 static 은 애초에 클래스 레벨에서 이루어지기 때문에 될 수 없음.

오버로딩(Overloading)과 오버라이딩(Overriding)

메서드 오버로딩: 메서드 이름이 같고 매개변수(파라미터)가 다른 메서드를 여러개 정의하는 것을 메서드 오버로딩(Overloading)이라 한다. 오버로딩은 번역하면 과적인데, 과하게 물건을 담았다는 뜻이다. 따라서 같은 이름 의 메서드를 여러개 정의했다고 이해하면 된다.
메서드 오버라이딩: 메서드 오버라이딩은 하위 클래스에서 상위 클래스의 메서드를 재정의하는 과정을 의미한다. 따라서 상속 관계에서 사용한다. 부모의 기능을 자식이 다시 정의하는 것이다. 오버라이딩을 단순히 해석하면 무 언가를 넘어서 타는 것을 말한다. 자식의 새로운 기능이 부모의 기존 기능을 넘어 타서 기존 기능을 새로운 기능으 로 덮어버린다고 이해하면 된다. 오버라이딩을 우리말로 번역하면 무언가를 다시 정의한다고 해서 재정의라 한다. 상속 관계에서는 기존 기능을 다시 정의한다고 이해하면 된다. 실무에서는 메서드 오버라이딩, 메서드 재정의 둘 다 사용한다.

super - 부모 참조

부모와 자식의 필드명이 같거나 메서드가 오버라이딩되어 있으면, 자식에서 부모의 필드나 메서드를 호출할 수 없다. 이때 super 키워드를 사용하면 부모를 참조할 수 있다. 이름 그대로 부모 클래스에 대한 참조를 나타낸다.
쉽게 말해 this 는 자기 자신을 가리키는 것, super 는 부모를 가리키는 것을 의미한다.
부모가 기본생성자가 아닌 생성자를 직접 정의했을 때 자식은 super을 사용해 부모의 생성자를 정의해야 한다.