[JAVA] 상속과 다형성, 추상 클래스

지수·2021년 7월 1일

플레이데이터

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💬 4일차 후기: 9-6로 수업을 듣다보니 진도가 어마무시하게 빠르다.
수업🔥🔥🔥-복습🔥🔥🔥🔥🔥🔥🔥-예습🔥...의 굴레에 빠져버렸다..
~~TIL은 내가 쓸게..잠은 누가 잘래...?~~ 24시간이 모자라 증맬루😮‍💨

원래 오늘 나간 진도가 더 많은데, 내용을 다 보고가려고 하면, 오히려 더 얉게 이해하고 넘어갈 것 같아서 오늘은 이쯤에서 마무리하고 주말에 예제 코드 꼼꼼히 쳐보면서 복습 할 생각이다!

💻 이후 복습해야 할 부분

~~▪ 템플릿 메서드~~
~~▪ 인터페이스 => 표준화를 위해서!~~
~~▪ ArrayList~~
▶ 위의 복습한 내용들은 [TIL5] 템플릿 메서드, 인터페이스, ArrayList 로!
▪ 자바 JDK 관련 내용들

💪 이후 교재, +a 혼자 공부해야하는 부분
▪ 🧩 토이 프로젝트 진행
▪ 자료구조: 오버라이딩과 오버로딩

🔅 객체 지향 프로그래밍의 핵심은 은닉 + 상속 + 다형성 🔅
저번 수업에 배운 객체 지향 프로그래밍 기본, 은닉에 이어
이번 수업에는 상속과 다형성에 대해 배웠다.

1. 상속이란?

💡 상속은 객체 지향 프로그래밍의 중요한 특징!

현실세계의 개념을 객체로 프로그래밍한 뒤(클래스로 만든 뒤),
위계에 따라 상위 클래스⏫, 하위 클래스⏬를 정함
ex. 포유류(상위) <- 사람(하위)
하위 클래스가 상위 클래스를 상속 받음( = 상위 클래스가 하위 클래스에게 상속함)
🙋‍♀️ 상속 받은 클래스(하위 클래스)는 👨‍👩‍👧 상속된 클래스(상위 클래스)의 멤버 변수와 메서드를 사용할 수 있음

extends 예약어를 사용해, 하위 클래스 선언시 상속 여부 명시

class Human extends Mammal {
...
}

상속을 하는 이유

확장성이 좋음
: 한 개념에 포함되는 하위 개념이 클래스로 계속 늘어날 때,
공통되는 부분은 상속 받고, 다른 부분만 각자 맞게 코딩한 뒤,
가상 메서드-오버라이딩에 기반하여 하나의 코드로 여러 객체를 작동시킬 수 있음(다형성)
유지보수가 편함
: 여러 클래스가 엮인 코드가 길게 있으면, 수정사항이 생겼을 때 긴 코드를 다 바꿔주어야 함, 상속 관계를 정의하고 각 객체를 클래스로 따로 따로 두면 수정이 필요한 부분만 효율적으로 접근 가능

🗣🗣🗣🗣🗣🗣🗣주절주절보다 ✅ 명확하고 간략한 게 좋은 법

상속의 과정

하위 클래스가 생성될 때는, 반드시 상위 클래스의 생성자가 먼저 호출됨

하위 클래스를 만들기 위해서는
상위 클래스에 있는 멤버 변수, 메소드가 필요할 수 있기 때문에
메모리에 상위 클래스를 먼저 할당하고 하위 클래스 생성!

힙(heap)에 상위 클래스 멤버 변수가 먼저 생성되고,
이어서 하위 클래스 멤버 변수 생성됨

🧨 하위 클래스에서 상위 클래스에 접근하려면?

super 예약어 : 상위 클래스의 참조 값(주소)을 가지고 있는 예약어
cf. this 예약어 : 자기 자신의 참조 값(주소)을 가지고 있는 예약어

super.을 앞에 붙여서 상위 클래스 멤버 변수, 메서드 접근 가능
하위 클래스의 디폴트 생성자에 super(); 자동 생성되어 (컴파일러가 추가함)
상위 클래스의 생성자 호출함
상위 클래스의 디폴트 생성자가 정의되지 않았을 때는,
상위 클래스 생성자 포멧에 맞추어 super(); 안에 매개변수 넣고,
하위 클래스 생성자에 추가 시켜줘야 함

상속과 관련된 접근 제어자 protected

💡 접근 제어자 protected는 상속에 딱!

protected : 같은 패키지 내부와 상속 관계의 클래스에서만 접근할 수 있고, 그 외 클래스에서는 접근할 수 없음

상속된 하위 클래스를 제외한
나머지 외부 클래스에서는 ⛓private⛓과 동일한 역할을 함

외부 클래스에서 접근하여 수정하거나 변형하면 안되는 상위 클래스의 변수를 protected 예약어를 사용하여 정의할 수 있음

🧨 외부 클래스에서 접근이 필요하다면,
get() 메서드를 만들어 값을 가져올 수 있고,
set() 메서드를 만들어 값을 지정할 수도 있음

메서드 오버라이딩 vs 생성자 오버로딩

자료구조와 알고리즘 수업 때 나를 많이 괴롭게 했던 오버라이딩과 오버로딩...😩💨💨💨

메서드 오버라이딩

상위 클래스에서 정의한 메서드가 하위 클래스에서 구현할 내용과 맞지 않을 경우, 하위 클래스에서 이 메서드를 재정의 할 수 있음
❗❗ 재정의 되는 메서드의 메서드명, 매개변수가 다 같아야 함 ❗❗

생성자 오버로딩

클래스에 매개변수가 다른 생성자가 여러 개 제공되는 경우, 원하는 생성자를 선택해 사용할 수 있음
❗❗ 생성자마다 매개변수가 다 달라야 함 ❗❗

상속 과정의 업 캐스팅 vs 다운 캐스팅

💡 업 캐스팅(묵시적 형 변환)

상위 클래스 Customer, 하위 클래스 VIPCustomer 예시

VIPCustomer는 Customer를 상속 받기 때문에,
Customer형이기도하고, VIPCustomer형이기도 함

// 인스턴스 생성 시 둘 다 가능
Customer vc = new VIPCustomer();  // 업 캐스팅
VIPCustomer vc2 = new VIPCustomer();

모든 하위 클래스는 상위 클래스 자료형으로 형 변환(업 캐스팅) 될 수 있지만, 그 역은 성립하지 않음

💡 다운 캐스팅(명시적 형 변환)

위의 예시와 같이,
상위 클래스의 자료형으로 하위 클래스의 인스턴스를 생성했을 때,
경우에 따라 하위 클래스 인스턴스의 자료형을 본래의 자료형으로 다운 캐스팅 해야할 때가 있음

강제로 형을 다시 바꾸어 주기 전에,
상위 클래스 형으로 변환된 인스턴스의 원래 자료형을 확인해주고 변경해야 오류를 막을 수 있음 instanceof 활용 (boolean 반환)

Customer customer1 = new VIPCustomer();
if (customer1 instanceof VIPCustomer) {
	VIPCustomer vipcustomer = (VIPCustomer)customer1;
}

2. 다형성

💡 다형성(polymorphism)
: 하나의 코드가 여러 자료형으로 구현되어 실행되는 것
상속 - 가상 메서드 - 오버라이딩 => 다형성

클래스들이 상속 관계를 맺고 있을 때, 상위 클래스에 하위 클래스들에 공통적으로 정의되는 함수를 추상적으로 정의함
하위 클래스는 상위 클래스를 상속 받고, 각 클래스별 특성에 맞게 내부 함수를 정의함
하위 클래스의 인스턴스를 상위 클래스 자료형으로 생성함
상위 클래스 자료형으로 생성된 인스턴스에 상위 클래스에 추상적으로 정의되고, 하위 클래스가 오버라이딩한 메서드 호출
🔥자료형은 상위 클래스에 맞춰져 있지만, 각자 기본 인스턴스에 맞춰서 각 클래스 내부에서 정의한 함수 실행됨
(가상 메서드 원리 : 여러 인스턴스가 생성되어도 메서드는 다 같음, 동일한 영역의 주소를 참조하여 실행, 인스턴스에 해당하는 메서드 호출)

🧨 상위 클래스를 상속 받은 여러 클래스를 하나의 상위 클래스로 처리 가능
🧨 확장성이 좋고 관리가 용이함

🤔🤔🤔 중요한 개념인데 다형성이 좀 어렵다.
예제코드 구현해보면서 복습 필요할듯!⌨⌨⌨

3. 추상 클래스

추상 클래스 : 추상 메서드를 포함한 클래스
추상 메서드 : 메서드 구현에 대한 책임을 상속받는 클래스에 위임

상위 클래스에서는 하위 클래스도 공통적으로 사용할 메서드 구현
하위 클래스마다 다르게 구현할 메서드는 추상 메서드로 선언

추상 클래스, 추상 메서드 선언

abstact 예약어를 사용하여 선언

추상 메서드를 포함하면 클래스도 추상 클래스여야함
추상 메서드가 없어도 추상 클래스로 선언할 수 있음
추상 메서드는 구현 코드가 없음
= 메서드 몸체 body가 없음
= {} 없이, ();으로만 구현

public abstract class Computer {    // 추상 클래스 
    public abstract void display(); // 추상 메서드
    public abstract void typing();  // 추상 메서드
    
    public void turnOn() {	    // 일반 메서드
       System.out.println("turn-on");
    }
    
    public void turnOff() {    	   // 일반 메서드
       System.out.println("turn-off");
    }
    
 }