[인프런 Java] 인터페이스

코드 속의 "진돌"·2024년 3월 22일

Java 인터페이스 인프런

[인프런] 김영한의 실전 자바 - 기본편

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✅ 인터페이스

자바는 순수 추상 클래스를 더 편리하게 사용할 수 있는 인터페이스라는 기능을 제공한다.

✏️ 순수 추상 클래스

public abstract class AbstractAnimal {
	public abstract void sound();
	public abstract void move();
}

✏️ 인터페이스

인터페이스는 class가 아니라 interface 키워드를 사용하면 된다.

public interface InterfaceAnimal {
	public abstract void sound();
	public abstract void move();
}

✏️ 인터페이스 - `public abstract` 키워드 생략 가능

public interface InterfaceAnimal {
	void sound();
	void move();
}

📚 순수 추상 클래스 특징

인스턴스를 생성할 수 없다.
상속 시 모든 메서드를 오버라이딩 해야 한다.
주로 다형성을 위해 사용된다.

📚 인터페이스 특징

순수 추상 클래스의 특징에 약간의 편의 기능이 추가된다.

인터페이스의 메서드는 모두 public, abstract이다.
메서드에 public abstract을 생략할 수 있다. 참고로 생략이 권장된다.
인터페이스는 다중 구현(다중 상속)을 지원한다.

✏️ 인터페이스와 멤버 변수

public interface InterfaceAnimal {
	public static final double MY_PI = 3.14;
}

인터페이스에서 멤버 변수는 public, static, final이 모두 포함되었다고 간주된다. final은 변수의 값을 한 번 설정하면 수정할 수 없다는 뜻이다.
자바에서 static final을 사용해 정적이면서 고칠 수 없는 변수를 상수라 하고, 관례상 상수는 대문자에 언더스코어(_)로 구분한다.

해당 키워드는 다음과 같이 생략할 수 있다. (생략 권장)

public interface InterfaceAnimal {
	double MY_PI = 3.14;
}

✅ 예제5

클래스 상속 관계는 UML에서 실선을 사용하지만, 인터페이스 구현(상속) 관계는 UML에서 점선을 사용한다.

✏️ InterfaceAnimal

package poly.ex5;

public interface InterfaceAnimal {
  void sound();  // public abstract
  void move();  // public abstract
}

인터페이스는 class 대신에 interface로 선언하면 된다.

sound(), move()는 앞에 public abstract가 생략되어 있다. 따라서 상속 받는 곳에서 모든 메서드를 오버라이딩 해야 한다.

✏️ Dog

package poly.ex5;

public class Dog implements InterfaceAnimal {

  @Override
  public void sound() {
    System.out.println("멍멍");
  }

  @Override
  public void move() {
    System.out.println("개 이동");
  }
}

인터페이스를 상속 받을 때는 extends 대신에 implements라는 구현이라는 키워드를 사용해야 한다. 인터페이스는 그래서 상속이라 하지 않고 구현이라 한다.

✏️ Cat

package poly.ex5;

public class Cat implements InterfaceAnimal {

  @Override
  public void sound() {
    System.out.println("냐옹");
  }

  @Override
  public void move() {
    System.out.println("고양이 이동");
  }
}

✏️ Caw

package poly.ex5;

public class Caw implements InterfaceAnimal {

  @Override
  public void sound() {
    System.out.println("음매");
  }

  @Override
  public void move() {
    System.out.println("소 이동");
  }
}

✏️ InterfaceMain

package poly.ex5;

public class InterfaceMain {

  public static void main(String[] args) {
    // 인터페이스 생성 불가
    // InterfaceAnimal interfaceAnimal = new InterfaceAnimal();

    Cat cat = new Cat();
    Dog dog = new Dog();
    Caw caw = new Caw();

    soundAnimal(cat);
    soundAnimal(dog);
    soundAnimal(caw);
  }

  // 동물이 추가되어도 변하지 않는 코드
  private static void soundAnimal(InterfaceAnimal animal) {
    System.out.println("동물 소리 테스트 시작");
    animal.sound();
    System.out.println("동물 소리 테스트 종료");
  }
}

🖥️ 실행 결과

⚙️ 메모리 구조

앞서 설명한 순수 추상 클래스 예제와 거의 유사하다. 순수 추상 클래스가 인터페이스가 되었을 뿐이다.

📚 클래스, 추상 클래스, 인터페이스는 모두 똑같다.

클래스, 추상 클래스, 인터페이스는 프로그램 코드, 메모리 구조 상 모두 똑같다. 모두 자바에서는 .class로 다루어진다. 인터페이스를 작성할 때도 .java에 인터페이스를 정의한다.
인터페이스는 순수 추상 클래스와 비슷하다고 보면 된다.

📚 상속 vs 구현

부모 클래스의 기능을 자식 클래스가 상속 받을 때, 클래스는 상속 받는다고 표현하지만, 부모 인터페이스의 기능을 자식이 상속 받을 때는 인터페이스를 구현한다고 표현한다.
이렇게 서로 다르게 표현하는 이유는 상속은 이름 그대로 부모의 기능을 물려 받는 것이 목적이다. 하지만 인터페이스는 모든 메서드가 추상 메서드이다. 따라서 물려 받을 기능이 없고, 오히려 인터페이스에 정의한 모든 메서드를 자식이 오버라이딩해서 기능을 구현해야 한다. 따라서 구현한다고 표현한다.
인터페이스는 메서드 이름만 있는 설계도이고, 이 설계도가 실제 어떻게 작동하는지는 하위 클래스에서 모두 구현해야 한다. 따라서 인터페이스의 경우 상속이 아니라 해당 인터페이스를 구현한다고 표현한다.

상속과 구현은 사람이 표현하는 단어만 다를 뿐이지 자바 입장에서는 똑같다. 일반 상속 구조와 동일하게 작동한다.

📚 인터페이스를 사용해야 하는 이유

모든 메서드가 추상 메서드인 경우 순수 추상 클래스로 만들어도 되고, 인터페이스를 만들어도 된다. 그런데 왜 인터페이스를 사용해야 할까? 단순히 편리하다는 이유를 넘어서 다음과 같은 이유가 있다.

제약 : 인터페이스를 만드는 이유는 인터페이스를 구현하지 못하는 곳에서 인터페이스의 메서드를 반드시 구현해라는 규약(제약)을 주는 것이다.
USB 인터페이스를 생각해보자. USB 인터페이스에 맞추어 키보드, 마우스를 개발하고 연결해야 한다. 그렇지 않으면 작동하지 않는다. 인터페이스의 규약(제약)은 반드시 구현해야 하는 것이다. 그런데 순수 추상 클래스의 경우 미래에 누군가 그곳에 실행 가능한 메서드를 끼워 넣을 수 있다. 이렇게 되면 추가된 기능을 자식 클래스에서 구현하지 않을 수도 있고, 또 더는 순수 추상 클래스가 아니게 된다. 인터페이스는 모든 메서드가 추상 메서드이다. 따라서 이런 문제를 원천 차단할 수 있다.
다중 구현 : 자바에서 클래스 상속은 부모를 하나만 지정할 수 있다. 반면에 인터페이스는 부모를 여러 명 두는 다중 구현(다중 상속)이 가능하다.