2021. 04. 05(월) TIL

Dylan·2021년 4월 5일

Java TIL

Java

상속

상속이란, 기존의 클래스(부모클래스)를 재사용해서 새로운 클래스(자식클래스)를 작성하는 것이다.
상속을 이용해서 클래스를 작성하면 보다 적은 양의 코드로 새로운 클래스를 작성할 수 있다.
새로 작성된 클래스들은 기존 클래스의 코드를 공통으로 가지게 되기 때문에, 공통코드의 관리가 쉬워진다.

상속의 장점

코드의 재사용성을 높일 수 있다.
코드의 중복을 제거할 수 있다.
프로그램의 생산성과 유지보수성이 좋아진다.

상속을 이용해서 새로운 클래스 작성하기

기존 클래스(상위클래스)를 상속받아서 새로운 클래스(하위클래스) 작성할 때는 extends 키워드를 사용한다.

  // 상위 클래스, 부모 클래스
  public class Parent {
    // 필드
    // 메소드
  }

  // 하위 클래스, 자식 클래스
  public class Child1 extends Parent {
    // Child1의 필드
    // Child1의 메소드
  }
  public class Child2 extends Parent {
    // Child2의 필드
    // Child2의 메소드
  }

하위 클래스는 상위 클래스의 필드와 메소드를 상속받는다.
상속은 상위 클래스를 확장시켜서 하위 클래스틀 만드는 것이다.
하위 클래스는 추가적인 코드 작성 없이 상위클래스로부터 상속받은 필드와 메소드를 바로 사용할 수 있다.
동일한 상위 클래스를 상속받아서 만들어진 하위 클래스는 상위 클래스로부터 상속받은 필드와 메소드가 동일하다.
동일한 상위 클래스를 상속받은 하위 클래스로 만들어진 객체는 동일한 속성과 동일한 기능을 가지게 된다.
각각의 하위 클래스에서는 자신만의 필드와 메소드를 추가할 수 있다.

상속을 활용해서 하위 클래스 만들기 예제

Phone, FeaturePhone, SmartPhone 클래스 정의하기

Phone클래스는 모든 Phone이 공통으로 가지는 필드와 메소드를 가지고 있다.
- 전화번호 필드, 전화걸기 메소드, 전화받기 메소드
FeaturePhone 클래스
- 전화번호 필드, 전화걸기 메소드, 전화받기 메소드는 Phone 클래스로부터 상속받는다.
- FeaturePhone의 고유한 필드(픽셀 필드)와 고유한 메소드(사진찍기 기능)만 정의한다.
SmartPhone 클래스
- 전화번호 필드, 전화걸기 메소드, 전화받기 메소드는 Phone 클래스로부터 상속받는다.
- SmartPhone의 고유한 필드(ip주소필드, 이메일 필드)와 메소드(인터넷기능, 이메일 기능)만 정의한다.

  // 핸드폰 클래스
  public class Phone {
    // 전화번호 필드
    String tel;
    // 전화걸기 메소드
    void call() { ... }
    // 전화받기 메소드
    void receive() { ... }
  }

  // 카메라 기능 및 SMS 기능이 있는 핸드폰 
  public class FeaturePhone extends Phone {
    // 픽셀 필드
    int pixel;
    // 사진찍기 메소드
    void picture() { ... }
  }

  // 인터넷 기능이 있는 스마트폰
  public class SmartPhone extends Phone {
    // 아이피 주소 필드
    String ip;
    // 이메일 필드
    String email;
    // 인터넷 메소드
    void web() { ... }
    // 전자메일 메소드
    void mail() { ... }
  }

Phone, FeaturePhone, SmartPhone는 모두 전화번호 필드와 전화기능 메소드를 가지고 있는 Phone류 클래스다.
따라서, 같은 상위클래스를 상속받은 클래스는 상속받은 상위 클래스와 같은 종류의 클래스가 된다.

FeaturePhone 클래스와 SmartPhone 클래스로 만들어진 객체는 전화번호 속성, 전화걸기 기능, 전화받기 기능을 가지고 있고, 자신들의 고유한 속성과 기능도 가지고 있다.

  public static void main(String[] args) {
    // Phone 객체 생성하기
    Phone p1 = new Phone();
    p1.tel = "010-1234-5678";
    p1.call();
    p1.receive();

    // FeaturePhone 객체 생성하기
    FeaturePhone p2 = new FeaturePhone();
    p2.tel = "010-4573-0985";   // Phone의 속성
    p2.pixel = 5000000;       
    p2.call();                  // Phone의 기능
    p2.receive();               // Phone의 기능
    p2.picture();

    // SmartPhone 객체 생성하기
    SmartPhone p3 = new SmartPhone();
    p3.tel = "010-3456-7584";   // Phone의 속성
    p3.ip = "211.10.46.109";
    p3.email = "hong@gmail.com";
    p3.call();                  // Phone의 기능
    p3.receive();
    p3.web();
    p3.mail();
  }

상속관계에 있는 객체의 생성
- 하위 객체를 생성하면 상위객체도 같이 생성된다.
- 하위 객체는 상속받은 상위 객체를 포함하고 있다.
- 하위 객체를 참조하는 참조변수로 하위 객체의 변수와 메소드를 사용할 수 있다.
- 하위 객체를 참조하는 참조변수로 하위 객체 내부에 포함되어 있는 상위 객체의 변수와 메소드를 사용할 수 있다.
- 단, 상위객체의 생성자 메소드와 상위 객체의 은닉화(숨겨진)된 변수나 은닉화된 메소드는 사용할 수 없다.
- 동일한 상위 클래스를 상속받은 모든 하위클래스는 객체를 생성하면 모두 상위 객체를 내부에 포함하게 된다.

클래스의 상속

단일 상속만 지원한다.
- 하위 클래스는 한 개의 상위 클래스만 상속받을 수 있다.
- 두 개 이상의 상위 클래스를 동시에 상속받을 수 없다.
```
  // 컴파일 오류
  // 하위 클래스는 오직 상위 클래스 하나만 상속받을 수 있다.
  public class Child extends Parent1, Parent2 {

  }
```

동시에 상위 클래스를 두개 상속받을 수는 없지만, 여러 상위 클래스를 수직적으로 상속받을 수는 있다.

  // GrandParent 클래스
  public class GrandParent {
    // GrandParent 클래스의 필드와 메소드
  }
  // GrandParent 클래스를 상속받은 Parent 클래스
  public class Parent extends GrandParent {
    // Parent 클래스의 필드와 메소드
  }
  public class Me extends Parent {
    // Me 클래스의 필드와 메소드
  }

상위클래스가 지정되지 않은 클래스는 항상 Object 클래스를 상속받는다.
- Object 클래스는 자바의 최상위 클래스다.
- Object 클래스는 배열을 포함한 모든 클래스의 최상위 클래스다.
- 따라서, 자바의 모든 클래스는 Object 클래스의 하위 클래스다.
- Object 클래스는 java.lang 패키지에 있다.
- Object 클래스는 상위 클래스가 없는 유일한 클래스다.
- Object 클래스에는 배열을 포함한 모든 객체가 꼭 포함해야할 메소드가 정의되어 있다.
- 배열객체를 포함한 모든 객체는 Object객체를 내부에 포함하고 있다.
- 배열객체를 포함한 모든 객체는 Object객체가 가진 기능을 사용할 수 있다.

package day1;

public class Phone extends Object {

	private String tel;
	
	public String getTel() {
		return tel;
	}
	
	public void setTel(String tel) {
		this.tel = tel;
	}
	
	public void call() {
		System.out.println("지정된 번호 [" + tel + "]로 전화를 겁니다.");
	}
	
	public void receive() {
		System.out.println("전화를 받습니다.");
	}
}

package day1;

public class FeaturePhone extends Phone {

	// 모든 전화기들의 공통 속성과 기능은 상위클래스인 Phone으로부터 상속받았다.
	// (전화번호, 전화걸기, 전화받기)
	// FEaturePhone 클래스를 작성할 때 전화관련 기능은 Phone으로 상속받기 떄문에
	// FeaturePhone의 고유한 속성과 고유한 기능의 구현에만 집중할 수 있다.
	// FeaturePhone 외 다른 전화기 관련 클래스를 작성할 때도 Phone을 상속받아서 작성
	// 하면 되기 때문에 전화기 관련 기능은 Phone 클래스에서만 작성하면 된다.
	// 따라서 코드의 중복을 제거할 수있다.
	
	// FeaturePhone의 고유한 속성
	private int pixel;
	
	public int getPixel() {
		return pixel;
	}

	public void setPixel(int pixel) {
		this.pixel = pixel;
	}

	// FeaturePhone의 고유한 기능
	public void takePicture() {
		System.out.println("[" + pixel + "]화소의 화질로 사진을 찍습니다.");
	}
}

package day1;

public class SmartPhone extends Phone {

	private String ip;
	private String emailAddress;
	

	public String getIp() {
		return ip;
	}

	public void setIp(String ip) {
		this.ip = ip;
	}

	public String getEmailAddress() {
		return emailAddress;
	}

	public void setEmailAddress(String emailAddress) {
		this.emailAddress = emailAddress;
	}
	
	public void web() {
		System.out.println("[" + ip + "] ip 주소로 인터넷을 사용합니다.");
	}
	
	public void mail() {
		System.out.println("[" + emailAddress + "] 이메일 계정으로 메일을 주고 받습니다.");
	}
}

package day1;

public class PhoneApp {

	public static void main(String[] args) {
		// Phone 객체 생성하기
		System.out.println("### Phone 객체 사용하기");
		Phone phone = new Phone();
		phone.setTel("010-1234-5678");
		phone.call();
		
		// FeatherPHone 객체 생성하기
		System.out.println("### FeaturePhone 객체 사용하기");
		FeaturePhone featurePhone = new FeaturePhone();
		featurePhone.setTel("010-3333-3333");
		featurePhone.setPixel(7000000);					// FeaturePhone의 고유한 속성
		featurePhone.call();							// phone객체로부터 물려받은 기능
		featurePhone.takePicture();						// FeaturePhone의 고유한 속성
		
		// SmartPhone 객체 생성하기
		System.out.println("### SmartPhone 객체 사용하기");
		SmartPhone smartPhone = new SmartPhone();
		smartPhone.setTel("010-4444-4444");
		smartPhone.call();
		smartPhone.setIp("192.168.0.1");
		smartPhone.setEmailAddress("hong@gmail.com");
		smartPhone.web();
		smartPhone.mail();
		
	}
}

메소드 재정의(overriding)

상위클래스로부터 상속받은 메소드의 내용을 재정의하는 것이다.
상속관계에 있는 상위클래스로부터 상속받은 메소드를 하위클래스에서 그대로 사용하지 않고, 하위클래스에 맞게 내용을 변경하는(메소드의 내용을 재정의하는) 것이다.

메소드 재정의의 예제

상위 클래스 Printer로부터 상속받은 void print() 기능을 하위 클래스에서 그 클래스에 적합하게 void print() 메소드의 내용을 재정의 하기

  public class Printer {
    void print() {
      // 흑백으로 인쇄
    }
  }
  
  // Printer클래스의 하위 클래스
  public class ColorPrinter extends Printer {
    // 메소드 재정의
    void print() {
      컬러로 인쇄
    }
  }
  
  // Printer클래스의 하위 클래스
  public class LaserPrinter extends Printer {
    // 메소드 재정의
    void print() {
      레이저로 인쇄
    }
  }

Printer 및 Printer 클래스의 하위 클래스 사용하기

  public static void main(String[] args) {
    Printer p1 = new Printer();
    p1.print();   // 흑백인쇄
    
    ColorPrinter p2 = new ColorPrinter();
    p2.print();   // 컬러인쇄
    
    LaserPrinter p3 = new LaserPrinter();
    p3.print();   // 레이저인쇄
  }