다형성이란?

• 하나의 객체가 여러가지 타입을 가질 수 있는 것을 말한다.
• 자바에서는 이러한 다형성을 부모 클래스 타입의 참조 변수로 자식 클래스 타입의 인스턴스를
  참조할 수 있도록 하여 구현하고 있다.
• 다형성은 상속, 추상화와 더불어 객체지향 프로그래밍을 구성하는 중요한 특징 중 하나이다.
• 객체지향 프로그래밍의 유연성, 재활용성, 유지보수성에 기본이 되는 특징이다.

다형성의 장점

• 다양한 여러 클래스를 하나의 자료형(상위 클래스)으로 선언하거나 형변환 하여
  각 클래스가 동일한 메소드를 오버라이딩 한 경우, 하나의 코드가 다양한 구현을 실행 할 수 있다.
• 유사한 클래스가 추가되는 경우 유지보수에 용이하고, 각 자료형 마다 다른 메소드를 호출하지 않으므로 코드에서 많은 if문이 사라진다.

다형성의 다양한 특징

• 오버로딩에 의한 다형성, 오버라이딩에 의한 다형성(상속에 의한 다형성과 같다.)

• 부모 클래스 타입으로 자식 클래스 객체를 참조하는 특징

• 부모 클래스로 자식 클래스를 참조한 경우, 자식 클래스의 메소드는 사용할 수 없다.

• 반대로 자식 클래스 타입으로 부모 클래스 타입의 객체를 참조할 경우에는 문법적으로 오류는 나지 않지만, 런타임시 에러가 발생한다.

  class Foo{
     public void methodA(){
     }
  }
  class Bar extends Foo{
     public void methodB(){
     }
  }
  public class Poly01 {
     public static void main(String[] args) {
         Bar bar = new Bar(); //new가 있어야 새로운 객체를 만듬 자식 객체를 생성한 것이다.
         Foo foo = (Foo)bar; // 부모 클래스 타입으로 자식 객체를 받음.
         // 여전히 힙영역에는 자식객체가 있는 것이다.
  
         foo.methodA(); // Foo객체로받아서 문법적으로 a만 사용 가능, b는 불가능
         //foo.methodB();//이 경우 자식 클래스 메소드는 사용이 불가능 문법적으로 불가능함. 문법적으로 제한을 한 것이다.
  
         Foo foo1 = new Foo();
         
         //Bar bar1 = (Bar)foo1; 
         // 자식 클래스 타입으로 부모 객체를 받음 이거 자체가 오류(문법 오류는 아님)
         // 문법 오류는 아니지만, 런타임 오류가 발생
         // 자식클래스 자료형으로 객체를 보려 하지만, 부모 객체 부분만 있기 때문에
         // 런타임에서 오류가 발생시킴.
         //bar1.methodA(); //문법오류x 성립하지 않음
        // bar1.methodB(); //문법오류x 성립하지 않음
  
         Bar bar1 = (Bar)foo; 
         // 원래 자식객체를 자식객체로 캐스팅함 자식클래스 타입으로 자식 객체를 받음
         // 힙 영역에는 계속 자식 객체가 있었던 것. 부모객체 자료형으로 있는것을 자료객체로 캐스팅할 때
         // foo변수에 자식객체가 담겨져있는지 부모객체가 담겨져있는지 문법적으로 알수없음
         bar1.methodA();
         bar1.methodB();
     }
  }

• 자식클래스로 부모 클래스를 참조하려 하면 java.lan.ClassCastException 오류 발생

 public class Main {
     public static void main(String args[]) {
         Foo foo = new Foo();
         Bar bar;
 
         // bar = (Bar)foo; // error
         if (foo instanceof Bar) { // returns false
             bar = (Bar)foo;
         }
     }
 }

형변환과 오버라이딩 메소드 호출

• 멤버 변수의 재정의는 선언된 객체의 타입을 따른다. (문법적으로 본다) 클래스 변수도 마찬가지 변수는 별도의 메모리에 저장됨.

• 메소드 오버라이딩은 메모리상의 객체 타입을 따른다. (실제 객체로 본다)

• 부모 와 자식 클래스가 같은 메소드를 가지고 있을 경우, 부모 타입으로 자식 객체를 생성하게 되면 메소드를 호출할 때 자식 클래스의 메소드로 호출되는 경우를 가상 메소드 호출이라고 한다. (Virtual Method Call)

  class  Foo{
      static public String y = "super class";
      public String x = "Super";
      public  void methodA(){
          System.out.println("Super method"); 
          // (가상 메소드 호출, virtual method call) 실제로 콜이 이루어지지 않지만 만들어줌 실제로 호출되지않음
          // 없으면 안됨 문법을 맞춰주기 위한 것 뿐 구현된 것 자체는 중요하지 않음..
      }
  }
  
  class Bar extends Foo{
      static public String y = "sub class";
      public String x = "sub";
      @Override
      public void methodA(){
          System.out.println("sub method");
      }
  }
  
  public class Poly02 {
      public static void main(String[] args) {
          Bar bar = new Bar();
          Foo foo = (Foo)bar; // new Bar();
  
          System.out.println(bar.x); //sub
          bar.methodA(); //sub
  
          System.out.println(foo.x); //super
          foo.methodA(); //sub virtural method call
  
          System.out.println(Foo.y);
          System.out.println(Bar.y);
  
  //        System.out.println(foo.y); //super
  //        System.out.println(bar.y); //sub
      }
  }

• 공변 변환 타입(Covariant return type)

  class Foo{
      public Foo getInstance(){
          return this;
      }
  }
  class Bar extends Foo{
      @Override
      public Bar getInstance(){ 
      //오버라이딩이지만, 리턴 타입이 달라질 수 있다. 여기서는 예외적으로 반환값이 달라진다. 공변 반환 타입
          return this;
          //return (Foo)this; 이거와 같다.
      }
  }