C# - 인터페이스

MothorMoth·2024년 4월 27일

Csharp 내일배움캠프

C#

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인터페이스 ( Interface )

인터페이스는 클래스가 구현해야 하는 멤버들의 규격를 제공한다. 클래스가 인터페이스를 구현하는 경우 인터페이스의 모든 멤버를 구현해야하며, 다중 상속을 지원한다.

1. 다중 상속을 사용하지 않는 이유

다이아몬드 문제(Diamond Problem): 다중 상속을 허용하면 한 클래스가 두 개 이상의 상위 클래스로부터 동일한 멤버를 상속받을 수 있다. 상위 클래스들이 같은 이름의 멤버를 가지고 있으면 어떤 상위 클래스의 멤버를 사용해야 하는지 모호해지고 이런 모호성을 해결하기 위해 규칙들을 설정하다 보면 코드가 복잡해지고 가독성이 저하될 수 있다.
설계의 복잡성 증가: 클래스가 다중 상속을 받을 경우, 어떤 클래스로부터 어떤 멤버를 상속받을지 결정해야 하고, 이로 인해 클래스 간의 상속 관계를 파악하기 어려워지고 코드의 유지 보수성이 저하될 수 있다.
이름 충돌과 충돌 해결의 어려움: 여러 상위 클래스로부터 상속받은 멤버들의 이름이 충돌하면, 이러한 충돌을 해결하기 위해 멤버를 재정의하거나 명시적으로 상위 클래스를 지정해야 할 수 있고, 이는 코드의 복잡성을 증가시키고 오류 발생 가능성을 높인다.
설계의 일관성과 단순성 유지: 단일 상속을 통해 클래스 간의 관계를 명확하게 만들고 코드의 가독성과 이해도를 높일 수 있다. 또한 인터페이스를 사용하여 다중 상속이 필요한 경우에도 유사한 기능을 구현할 수 있다.

2. 인터페이스를 사용하는 이유

코드의 재사용성: 다른 클래스에서 해당 인터페이스를 구현하면 동일한 기능을 공유하여 다양한 클래스가 동일한 동작을 수행할 수 있으므로 코드의 재사용성이 향상된다.
다중 상속 제공: C#에서 클래스는 단일 상속만을 지원하지만, 인터페이스를 통해 다중 상속을 모방할 수 있다. 인터페이스를 통해 클래스는 여러 기능을 조합하여 더 다양한 동작을 수행할 수 있다.
유연한 설계: 인터페이스를 사용하면 클래스와 인터페이스 간에 느슨한 결합을 형성할 수 있다. 클래스는 인터페이스를 구현하기만 하면 되므로, 클래스의 내부 구현에 대한 변경 없이 인터페이스의 동작을 변경하거나 새로운 인터페이스를 추가할 수 있다. 이는 유연하고 확장 가능한 소프트웨어 설계를 가능하게 한다.

3. 인터페이스 구현

인터페이스에는 메소드, 프로퍼티, 이벤트, 인덱서 등이 포함될 수 있지만, 필드, 생성자, 정적 멤버는 포함될 수 없다. 다만, C# 8.0 이후부터는 정적 멤버를 포함할 수 있게 되었다.
기본 인터페이스 구현

// 인터페이스 정의
public interface IMovable
{
    void Move(int x, int y); // Move 메서드 선언
}

// 인터페이스를 구현하는 클래스 생성
public class Player : IMovable
{
    public void Move(int x, int y) // Move 메서드 구현
    {
        // 플레이어의 이동 구현
    }
}

public class Enemy : IMovable
{
    public void Move(int x, int y) // Move 메서드 구현
    {
        // 적의 이동 구현
    }
}

// IMovable 타입의 객체 생성
IMovable movablePlayer = new Player();
IMovable movableEnemy = new Enemy();

movablePlayer.Move(5, 0);  // 플레이어 이동
movableEnemy.Move(1, 9); // 적 이동

다중 인터페이스 구현

// 인터페이스 정의
public interface IMovable
{
    void Move(int x, int y);
}

public interface IAttackable
{
    void Attack();
}

// 인터페이스를 구현하는 클래스 생성
public class Player : IMovable, IAttackable
{
    public void Move(int x, int y)
    {
        // 플레이어의 이동 구현
    }

    public void Attack()
    {
        // 플레이어의 공격 구현
    }
}

// Player 타입의 객체 생성
Player player = new Player();

player.Move(5, 0);
player.Attack();

인터페이스 캐스팅

// 인터페이스 정의
public interface IMovable
{
    void Move(int x, int y);
}

public interface IAttackable
{
    void Attack();
}

// 인터페이스를 구현하는 클래스 생성
public class Player : IMovable, IAttackable
{
    public void Move(int x, int y)
    {
        // 플레이어의 이동 구현
    }

    public void Attack()
    {
        // 플레이어의 공격 구현
    }
}

// IMovable 타입의 객체 생성
IMovable movablePlayer = new Player();
movablePlayer.Move(5, 0);

// IMovable 타입의 movablePlayer를 IAttackable 타입으로 캐스팅
IAttackable attackablePlayer = movablePlayer as IAttackable;
if (attackablePlayer != null)
{
    attackablePlayer.Attack();
}

인터페이스 상속을 통한 기능 결합
- 여러 기능을 항상 함께 사용해야 할 때 유용할 수 있다.

// 인터페이스 정의
public interface IMovable
{
    void Move(int x, int y);
}

public interface IAttackable
{
    void Attack();
}

public interface IActionable : IMovable, IAttackable
{
    // IActionable은 IMovable과 IAttackable의 메소드를 모두 상속받음
}

// 인터페이스를 구현하는 클래스 생성
public class Player : IActionable
{
    public void Move(int x, int y)
    {
        // 플레이어의 이동 구현
    }

    public void Attack()
    {
        // 플레이어의 공격 구현
    }
}

// IActionable 타입의 객체 생성
IActionable actionablePlayer = new Player();

actionablePlayer.Move(5, 0);
actionablePlayer.Attack();

다중 상속 구현

// 인터페이스 정의
public interface IItemPickable
{
    void PickUp();
}

public interface IDroppable
{
    void Drop();
}

// 인터페이스를 구현하는 아이템 클래스
public class Item : IItemPickable, IDroppable
{
    public string Name { get; set; }

    public void PickUp()
    {
        Console.WriteLine($"아이템 {Name}을 주웠습니다.");
    }

    public void Drop()
    {
        Console.WriteLine($"아이템 {Name}을 버렸습니다.");
    }
}

// 플레이어 클래스
public class Player
{
    public void InteractWithItem(IItemPickable item)
    {
        item.PickUp();
    }

    public void DropItem(IDroppable item)
    {
        item.Drop();
    }
}

// Player, Item 클래스의 객체 생성
Player player = new Player();
Item item = new Item { Name = "Sword" };

player.InteractWithItem(item);
player.DropItem(item);