Java 객체지향 프로그래밍 심화 - 3

Java의 다형성

다형성

한 타입의 참조변수를 통해 여러 타입의 객체를 참조할 수 있도록 만든 것이다.

• 상위 클래스 타입의 참조변수를 통해 하위 클래스의 객체를 참조할 수 있도록 허용
• 반대로 하위 클래스의 타입에서 상위 클래스의 객체를 참조하는 것은 불가능

참조변수의 타입 변환

• 참조변수의 타입 변환은 사용할 수 있는 멤버의 개수를 조절하는 것을 의미
• 상속 관계에 있는 상위 클래스와 하위 클래스 사이에만 타입 변환이 가능
• 하위 클래스 타입에서 상위 클래스 타입으로의 타입 변환(업캐스팅)은 형변환 연산자 생략 가능
• 상위 클래스에서 하위 클래스 타입으로 변환(다운캐스팅)은 형변환 연산자를 반드시 명시

instanceof 연산자

• 캐스팅이 가능한 지 여부를 boolean 타입으로 확인할 수 있는 자바의 문법 요소
• '참조변수 instanceof 타입'으로 확인
• 리턴 값이 true면 참조변수가 검사한 타입으로 타입 변환이 가능하고 false면 타입 변환 불가능
• 참조변수가 null인 경우 false를 반환

public class InstanceOfExam {
    public static void main(String[] args) {
        Transport transport = new Transport();
        System.out.println(transport instanceof Object);      // true
        System.out.println(transport instanceof Transport);   // true
        System.out.println(transport instanceof Bus);         // false

        Transport taxi = new Taxi();
        System.out.println(taxi instanceof Object);           // true
        System.out.println(taxi instanceof Transport);        // true
        System.out.println(taxi instanceof Bus);              // false
        System.out.println(taxi instanceof Taxi);             // true
    }
}

class Transport {};
class Bus extends Transport {};
class Taxi extends Transport {};

다형성의 활용 예제

public class PolymorphismExam {
    public static void main(String[] args) {
        Customoer customoer = new Customoer();
        customoer.buySnack(new Icecream());
        customoer.buySnack(new Candy());

        System.out.println("현재 잔액은 " + customoer.money + "원 입니다.");
    }
}

class Snack {
    int price;

    public Snack(int price){
        this.price = price;
    }
}

class Icecream extends Snack {
    public Icecream(){
        super(4000);    //  상위 클래스인 Snack의 생성자를 호출
    }

    public String toString(){
        return "아이스크림";
    }
};
class Candy extends Snack {
    public Candy(){
        super(5000);
    }

    public String toString(){   // Object클래스의 toString()메서드 오버라이딩
        return "사탕";
    }
};

class Customoer {
    int money = 50000;

    void buySnack(Snack snack){
        if(money < snack.price){
            System.out.println("잔액이 부족합니다.");
            return;
        }

        money = money - snack.price;
        System.out.println(snack + "을 구매했습니다.");
    }
}

// 출력 결과
// 아이스크림을 구매했습니다.
// 사탕을 구매했습니다.
// 현재 잔액은 41000원 입니다.

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Java의 추상화

추상화(Abstraction)

객체의 공통적인 속성과 기능을 추출하의 정의하는 것이다.

기존 클래스들의 공통적인 요소를 추려서 상위 클래스를 만들어내는 것이다.

• abstract 제어자
  • 주로 클래스와 메서드를 형용하는 데 사용하는 키워드
  • 메서드 앞에 붙은 경우 '추상 메서드(abstract method)'라 지칭
  • 클래스 앞에 붙은 경우 '추상 클래스(abstract class)'라 지칭

추상 클래스

메서드 시그니처만 존재하고 바디가 선언되지 않은 추상 메서드를 포함하는 클래스

• 객체의 생성 불가능
• 상속 관계에 있어 새로운 클래스를 작성하는데 매우 유용함
• 오버라이딩으로 추상 클래스로부터 상속받은 추상 메서드의 내용을 구현하고 객체를 생성

abstract class Transportation {
  public String name;
  public abstract void horn();
}

class Car extends Transportation {    // Transportation 클래스로부터 상속
  public Car(){
    this.name = "자동차";
  }

  public void horn(){                 // 메서드 오버라이딩을 통한 구현부 완성
    System.out.println("빵빵");
  }
}

class Bicycle extends Transprotation {    // Transportation 클래스로부터 상속
  public Bicycle(){
    this.name = "자전거";
  }

  public void horn(){
    System.out.println("따르릉");         // 메서드 오버라이딩을 통한 구현부 완성
  }
}

class CarExam {
  public static void main(String[] args){
    Transportation car = new Car();
    car.horn();

    Bicycle bicycle = new Bicycle();
    bicycle.horn();
  }
}

// 출력 결과
// 빵빵
// 따르릉

final 키워드

• 필드 지역변수, 클래스 앞에 위치할 수 있으며 그 위치에 따라 의미가 다름
• 더 이상 변경이 불가하거나 확장되지 않는 성질을 지님

final class FinalExam {   // 확장 및 상속 불가능한 클래스
  final int a = 10;       // 변경 불가능한 상수

  final int sum(){        // 오버라이딩 불가능한 메서드
    final int lv = a;     // 상수
    return a;
  }
}

위치	의미
클래스	변경 또는 확장 불가능한 클래스, 상속 불가능
메서드	오버라이딩 불가능
변수	값 변경이 불가능한 상수

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Java의 인터페이스

인터페이스

추상 클래스처럼 완성되지 않은 불완전한 것으로 다른 클래스를 작성하는데 도움을 줄 목적으로 작성하는 것이다.

• 추상 클래스와 유사하지만 추상 클래스보다 추상화 정도가 높음
• 기본적으로 추상 메서드와 상수만을 멤버로 가질 수 있음

인터페이스의 기본 구조

• 클래스를 작성하는 것과 유사하지만 class 키워드 대신 interface 키워드를 사용
• 내부의 모든 필드가 public static final로 정의되며 생략 가능
• static과 default 메서드 이외의 모든 메서드는 public abstract로 정의되며 생략 가능

public interface InterfaceName {
  public static final int first = 5;    // 인터페이스 인스턴스 변수 정의
  final int second = 10;                // public static 생략
  static int third = 15;                // public, final 생략

  public abstract String getNumber();
    void call();                        // public abstract 생략
}

인터페이스의 구현

• 자체적으로 인스턴스를 생성할 수 없고 메서드 바디를 정의하는 클래스를 따로 작성해야 함
• '구현하다'라는 의미를 가진 implements 키워드를 사용
• 인터페이스를 구현한 클래스는 해당 인터페이스가 가진 모든 추상 메서드를 오버라이딩하여 바디를 완성하는 것
• 인터페이스의 다중 구현 가능
  • 클래스 간의 다중 상속은 허용되지 않으나 인터페이스는 다중적 구현이 가능
  • 인터페이스는 인터페이스로부터만 상속이 가능하며 클래스와 달리 Object 클래스와 같은 최고 조상이 없음

class 클래스명 implements 인터페이스명 {
  // 인터페이스에 정의된 추상메서드를 구현
}