[Java/Kotlin] Abstract Class

Jay·2021년 1월 27일

Java&Kotlin

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추상 클래스

미완성된 클래스이다.
미완성된 클래스는 미완성 된 메서드인 추상 메서드를 포함하고 있다.
혼자서는 클래스의 역할을 못하지만, 새로운 클래스를 작성하는데에 있어서 바탕이 되는 부모 클래스로서의 중요한 의미를 갖는다. 클래스를 작성함에 있어 어느정도 작성된 상태에서 시작할 수 있기에.
클래스 앞에 abstract 키워드를 붙인다.

abstract class Car {
  abstract void accelrate();
}

abstract 키워드가 있는 클래스라고 모두 구현해야 하는 것은 아니다. 단지 공유의 목적으로 abstract 클래스를 만드는 경우도 있기 때문에.

목적

기존의 클래스에서 공통된 부분을 추상화하여 상속하는 클래스에게 구현을 강제화한다. 메서드의 동작은 구현하는 자식들에게 위임한다.
추상 클래스는 동작을 포함하고 있지 않은 추상 메서드를 포함하기에 인스턴스를 생성할 수 없다.

특징

추상 클래스는 추상 메서드가 아닌 일반 메소드, 멤버도 포함 할 수 있다.
하지만, 추상 메서드를 하나라도 포함한다면 추상 클래스로 선언해야 한다.

abstract class Animal {
  abstract void cry();
}

class Cat extends Animal {
  @Override
  void cry(){
    System.out.println("냐옹냐옹 ~~!");
  }
}

class Dog extends Animal {
  @Override
  void cry(){
    System.out.println("멍멍 ~~!");
  }
}

public class Test{
  public static void main(String[] args){
    // Animal animal = new Animal();
    // 추상 클래스는 자체적으로 인스턴스를 생성할 수 없다. 불완전하기 때문에.
    
    Cat cat = new Cat();
    Dog dog = new Dog();
    
    cat.cry();
    dog.cry();
  }
}

추상 클래스인 Animal은 추상 메소드인 cry() 를 가지고 있으며, Animal 클래스를 상속받는 자식 클래스인 Dog, Cat 클래스는 cry() 메소드를 오버라이딩해야만 인스턴스를 생성할 수 있다.

추상 메서드!?

선언부만 작성하고 구현부는 작성하지 않은 메서드, abstract 키워드가 붙는다.
구현부를 작성하지 않는 이유는 메소드의 내용이 상속받은 클래스에 따라 달라질 수 있기 때문이다.
사용 목적은 추상 메소드를 포함하는 클래스를 상속받는 자식 클래스가 반드시 추상 클래스를 구현하도록 강제하기 위함이다.
추상 클래스를 상속받은 자식 클래스는 오버라이딩을 통해 조상인 추상 클래스의 추상 메소드를 모두 구현해야 한다.
만약 자식 클래스에서 추상 메서드를 하나라도 구현하지 않는다면 자식 클래스 역시 추상 클래스로 지정해야 한다.

왜 사용할까?🙋‍♂️

근데 그래서 나는 추상 클래스가 뭔지 알겠다. 그러나 왜 추상화하는 지를 제대로 이해해보자.
자식 클래스에서 추상 클래스의 구현을 강제하기 위해서. 그리고 그 추상 클래스에는 공통적인 부분들을 추상화 시켜두었고 추상 메소드 역시 선언부만 존재하기에 구현은 자식 클래스에게 위임한다.
그래 이유는 알겠어. 구현을 강제. 근데 왜?👀

이는 객체지향의 개념을 조금더 생각해보면 답이 될 수 있다.
추상 클래스와 추상 메서드를 객체 지향의 관점에서 보자.

✅ 객체 지향 설계에선 구현해야 할 것들을 객체로 바라 본 후,
객체들 간의 연관 관계(is-a), 포함 관계(has-a) 로 풀어낸다는 점이 핵심이다.

추상 관계는 객체들 관의 연관 관계를 상속 관계로 정립하면서 생기는, 점차 상위 클래스를 정의하게 되면서 발생하는 "구체적인 행동 내용은 부모가 정할 수 없다" 를 묘사한다고 생각하면 된다.

✅ 부모 단계에서 추상화하여 "내 시점에선 행동을 특정할 수 없지만 자식 시점에선 반드시 구현되어야 하고 구현될 수 있는 행동이다" 라는 것을 설계 시점에서 명시하는 것이다.

이럼에도 이해가 안된다면 아래의 예시를 보자. 👋

만일 여러 도형 객체를 구현해야 하고, 넓이, 부피, 중심 좌표 등을 제공해줄 수 있게 해야 한다. 그럼 "원", "사각형", "삼각형" 등의 클래스는 추상화하여 "평면도형" 이라는 부모 클래스를 정의하고 상속받게 할 수 있다. "구", "직육면체", "삼각뿔" 등의 클래스는 "입체도형" 이라는 부모 클래스를 정의하고 상속받게 할 수 있다.
입체도형과 평면도형 클래스는 다시 추상화하여 "도형" 이라는 부모 클래스를 정의하고 상속 받게 설계하면 추상화를 완료하게 된다.
도형->평면도형->원 과 같은 형태가 된다.

넓이()나 부피() 같은 메소드는 최종 자식 클래스에선 구체적으로 구현해줄 수 있지만 평면도형, 입체도형 클래스 시점에선 이를 구현하기 힘들것이다. 따라서 이들을 추상 메소드로 선언해두고, 자식 클래스에서 실제로 구현해준다. 또 도형 입장에서는 무게중심 혹은 질량중심의 좌표를 담아두기 힘들다. 하지만 평면도형 클래스에선 무게중심의 좌표를, 입체도형 클래스에선 질량중심의 좌표를 담아둘 수 있을 것이다.

이런 식으로 본인의 클래스에서 공통적인 부분을 추출하여 추상 클래스를 만들 수 있고 자식이 구현해야하는 부분을 추상 메소드로 추출 할 수 있다.

열심히 궁금함을 찾다가 누군가 써주신 답변 글에서 위의 예시와 함께 정확한 답을 얻을 수 있었다.😃

🧐 단순히 추상클래스, 추상메서드가 뭔지, 언제 쓰는지 보다 정확히 왜 쓰고 추상화라는 개념과 객체지향적인 관점에서 어떤 행동인지 어떤 역할을 위함인지 아는게 더 중요한 것 같다.