상속

hoon·2025년 1월 13일

JAVA

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상속(Inheritance)

상속은 객체지향 프로그래밍(OOP)의 핵심 개념 중 하나로, 기존 클래스(부모 클래스 또는 상위 클래스)의 속성과 메서드를 새로운 클래스(자식 클래스 또는 하위 클래스)가 물려받아 재사용하거나 확장할 수 있도록 하는 기능이다. 이를 통해 코드의 재사용성과 확장성을 높이고, 프로그램 구조를 체계적으로 설계할 수 있다.

1. 상속의 개념과 필요성

상속이란 무엇인가?

상속은 부모 클래스의 필드와 메서드를 자식 클래스에서 물려받아 사용하는 개념이다.
자식 클래스는 부모 클래스의 기능을 그대로 사용하거나, 이를 확장하거나 재정의할 수 있다.

상속이 필요한 이유

코드 재사용: 부모 클래스에 작성된 공통 로직을 자식 클래스에서 반복 없이 활용 가능.
확장 가능성: 기존 클래스를 기반으로 새로운 기능 추가 및 수정 가능.
유지보수 용이: 공통 코드를 부모 클래스에 모아 관리하여 유지보수를 간소화.
계층적 설계: 클래스 간 관계를 계층적으로 설계하여 구조적이고 논리적인 프로그램 작성.

2. 상속의 문법

Java에서 상속은 extends 키워드를 사용하여 구현한다.

class 부모클래스 {
    // 부모 클래스의 필드와 메서드
}

class 자식클래스 extends 부모클래스 {
    // 자식 클래스의 새로운 필드와 메서드 추가 가능
}

예제

class Animal {
    String name;

    void eat() {
        System.out.println(name + " is eating.");
    }
}

class Dog extends Animal {
    void bark() {
        System.out.println(name + " is barking.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.name = "Buddy";
        dog.eat();  // 부모 클래스의 메서드 호출
        dog.bark(); // 자식 클래스의 메서드 호출
    }
}

3. 다형성(Polymorphism)

다형성의 의미

다형성은 하나의 참조 변수로 여러 가지 타입의 객체를 참조할 수 있는 성질이다.

즉, 부모 클래스 타입의 참조 변수를 사용하여 자식 클래스 객체를 참조할 수 있다.

Animal animal = new Dog(); // 부모 타입 참조 변수로 자식 객체 참조

다형성의 작동 원리

참조 변수의 타입은 사용할 수 있는 메서드의 범위를 결정한다.
실제 객체의 타입은 오버라이딩된 메서드의 실행 결과를 결정한다.

예제

class Animal {
    void sound() {
        System.out.println("Animal makes a sound");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    void sound() {
        System.out.println("Dog barks");
    }

    void bark() {
        System.out.println("Dog-specific bark");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog();
        animal.sound(); // "Dog barks" 출력 (오버라이딩된 메서드 호출)

        // animal.bark(); // 컴파일 에러: 부모 타입에 없는 메서드
    }
}

출력:

Dog barks

4. 부모 클래스의 생성자 호출

생성자 호출 원리

자식 클래스의 생성자가 호출되면 먼저 부모 클래스의 생성자가 호출된다.
이는 부모 클래스의 필드와 메서드를 올바르게 초기화하기 위해 필요하다.

자동 호출

부모 클래스에 기본 생성자가 있다면 자식 클래스는 명시적으로 부모 생성자를 호출하지 않아도 된다.

class Animal {
    Animal() {
        System.out.println("Animal 생성자 호출");
    }
}

class Dog extends Animal {
    Dog() {
        System.out.println("Dog 생성자 호출");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
    }
}

출력:

Animal 생성자 호출
Dog 생성자 호출

부모 생성자 명시적 호출

부모 클래스에 기본 생성자가 없고 매개변수가 있는 생성자만 있다면, 자식 클래스에서 반드시 super를 사용해 명시적으로 부모 생성자를 호출해야 한다.
만약 자식 클래스에서 부모 생성자를 명시적으로 호출하지 않으면, 컴파일러는 기본적으로 super()(즉, 매개변수가 없는 기본 생성자)를 자동으로 삽입합니다.
부모 클래스에 기본 생성자가 없으면 super() 호출이 실패하므로, 컴파일 에러가 발생합니다.
따라서 부모 클래스의 매개변수가 있는 생성자를 명시적으로 호출해야 합니다.

class Animal {
    Animal(String name) {
        System.out.println("Animal 생성자: " + name);
    }
}

class Dog extends Animal {
    Dog(String name) {
        super(name); // 부모 생성자 호출
        System.out.println("Dog 생성자: " + name);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("Buddy");
    }
}

출력:

Animal 생성자: Buddy
Dog 생성자: Buddy

5. 메서드 오버라이드(Method Override)

오버라이드란?

오버라이드는 부모 클래스의 메서드를 자식 클래스에서 재정의하는 것을 의미한다.

이를 통해 부모 클래스의 기본 동작을 자식 클래스의 요구에 맞게 변경할 수 있다.

class Animal {
    void sound() {
        System.out.println("Animal makes a sound");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    void sound() {
        System.out.println("Dog barks");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog();
        animal.sound(); // "Dog barks" 출력
    }
}

6. super 키워드

super는 부모 클래스의 멤버(필드, 메서드, 생성자)를 참조하거나 호출할 때 사용된다.

사용 예제

부모 클래스 생성자 호출:

class Animal {
    Animal(String name) {
        System.out.println("Animal 생성자: " + name);
    }
}

class Dog extends Animal {
    Dog(String name) {
        super(name); // 부모 생성자 호출
        System.out.println("Dog 생성자: " + name);
    }
}

부모 클래스 메서드 호출:

class Animal {
    void eat() {
        System.out.println("Animal is eating");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    void eat() {
        super.eat(); // 부모 메서드 호출
        System.out.println("Dog is eating happily");
    }
}

7. 상속의 특징과 제한

특징

단일 상속: Java는 단일 상속만 지원하며, 하나의 부모 클래스만 상속 가능.
접근 제어자:
- public: 어디서나 접근 가능.
- protected: 같은 패키지 및 자식 클래스에서 접근 가능.
- private: 상속은 가능하지만 직접 접근 불가.

제한

부모 클래스가 final로 선언되면 상속할 수 없다.
부모 클래스의 final 메서드는 오버라이드할 수 없다.

8. 상속의 장단점

장점

코드 재사용성 증가: 부모 클래스의 기능을 자식 클래스에서 재활용.
유지보수 용이: 공통 코드를 부모 클래스에 모아 관리.
다형성 구현 가능: 부모 타입으로 다양한 자식 클래스 처리 가능.

단점

결합도 증가: 부모-자식 간 의존성이 높아질 수 있음.
복잡성 증가: 잘못된 설계 시 클래스 계층 구조가 복잡해짐.
모든 상황에 적합하지 않음: 조합(Composition)이 더 적합한 경우도 있음.

9. 상속과 조합의 비교

상속	조합(Composition)
"is-a" 관계를 나타냄	"has-a" 관계를 나타냄
코드 재사용성이 높음	코드의 유연성이 높음
클래스 계층 구조가 복잡해질 수 있음	단순한 구조 유지 가능

10. 한 줄 요약

상속은 코드 재사용과 확장을 가능하게 하며, 객체지향 프로그래밍에서 클래스 간 계층 구조 설계와 다형성 구현을 위한 강력한 도구이다.

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