📌 Java - 업캐스팅, 다운캐스팅, 추상 클래스, 인터페이스

📅 날짜

2025-03-07

📝 학습 내용

1️⃣ 업캐스팅(Upcasting)과 다운캐스팅(Downcasting)

✅ 업캐스팅과 다운캐스팅 개념

• 업캐스팅: 하위 클래스 객체를 상위 클래스 참조 변수에 할당 (자동 형변환)
• 다운캐스팅: 상위 클래스 객체를 하위 클래스 참조 변수에 할당 (강제 형변환 필요)
• 활용 목적:
  • 업캐스팅을 사용하면 다양한 하위 클래스를 상위 클래스 하나로 관리할 수 있음.
  • 다운캐스팅을 활용하여 업캐스팅된 객체의 확장된 기능을 사용할 수 있음.

✅ 업캐스팅과 다운캐스팅 예제

package ch12;

class Super {
    int n1;
}

class Sub extends Super {
    int n2;
}

public class C06Up {
    public static void main(String[] args) {
        Super ob1 = new Super();
        ob1.n1 = 10;
        Sub ob2 = new Sub();
        ob2.n1 = 10;
        ob2.n2 = 20;

        // Upcasting (자동 형변환)
        Super ob3 = new Sub();
        ob3.n1 = 100;

        // Downcasting (강제 형변환)
        Sub ob6 = (Sub) ob3;

        System.out.println(ob6);
    }
}

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2️⃣ 클래스 계층을 활용한 업캐스팅과 다운캐스팅

✅ 클래스 계층 구조

• A 클래스 → B, C (하위 클래스)
• B → D, E
• C → F, G

✅ 업캐스팅과 다운캐스팅을 활용한 예제

package ch12;

class A { int a; public A(int a) { this.a = a; } }

class B extends A { int b; public B(int a, int b) { super(a); this.b = b; } }

class C extends A { int c; public C(int a, int c) { super(a); this.c = c; } }

class D extends B { int d; public D(int a, int b, int d) { super(a, b); this.d = d; } }
class E extends B { int e; public E(int a, int b, int e) { super(a, b); this.e = e; } }
class F extends C { int f; public F(int a, int c, int f) { super(a, c); this.f = f; } }
class G extends C { int g; public G(int a, int c, int g) { super(a, c); this.g = g; } }

public class C07UpDownCatingMain {
    public static void UpDownCastTestFunc(A obj, int... arg) {
        obj.a = arg[0];

        if (obj instanceof B) ((B) obj).b = arg[1];
        if (obj instanceof C) ((C) obj).c = arg[1];

        if (obj instanceof D) ((D) obj).d = arg[2];
        if (obj instanceof E) ((E) obj).e = arg[2];
        if (obj instanceof F) ((F) obj).f = arg[2];
        if (obj instanceof G) ((G) obj).g = arg[2];

        System.out.println(obj);
    }

    public static void main(String[] args) {
        UpDownCastTestFunc(new B(0, 0), 10, 20);
        UpDownCastTestFunc(new D(0, 0, 0), 30, 40, 50);
    }
}

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3️⃣ 추상 클래스와 추상 메서드

✅ 추상 클래스와 추상 메서드 개념

• 추상 클래스: abstract 키워드를 사용, 객체 생성 불가, 하위 클래스에서 상속 후 구현 필요.
• 추상 메서드: 몸체 {}가 없는 메서드, 반드시 하위 클래스에서 @Override로 구현.

✅ 추상 클래스 예제

abstract class Animal {
    String name;
    public Animal(String name) { this.name = name; }
    abstract void makeSound();
    void sleep() { System.out.println(name + " is sleeping."); }
}

class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) { super(name); }
    @Override
    void makeSound() { System.out.println(name + " says: Woof! Woof!"); }
}

public class AbstractTest {
    public static void main(String[] args) {
        Animal dog = new Dog("Buddy");
        dog.makeSound();
        dog.sleep();
    }
}

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4️⃣ 인터페이스

✅ 인터페이스 개념

• interface 키워드를 사용하여 정의.
• 모든 메서드는 기본적으로 추상 메서드.
• 다중 인터페이스 구현 가능 (implements 사용).

✅ 인터페이스 예제

interface Animal {
    void makeSound();
}

class Dog implements Animal {
    @Override
    public void makeSound() { System.out.println("멍멍!"); }
}

public class InterfaceTest {
    public static void main(String[] args) {
        Animal dog = new Dog();
        dog.makeSound();
    }
}

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5️⃣ 추상 클래스를 활용한 단위 변환 프로그램

✅ 단위 변환을 위한 추상 클래스

import java.util.Scanner;

abstract class Converter {
    abstract protected double convert(double src);
    abstract protected String getSrcString();
    abstract protected String getDestString();
    protected double ratio;

    public void run() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println(getSrcString()+"을 "+getDestString()+"로 변환합니다.");
        System.out.print(getSrcString()+"을 입력하세요>> ");
        double val = scanner.nextDouble();
        double res = convert(val);
        System.out.println("변환 결과: "+res+getDestString()+"입니다");
        scanner.close();
    }
}

class Won2Dollar extends Converter {
    public Won2Dollar(double ratio) { this.ratio = ratio; }

    @Override
    protected double convert(double src) { return Math.round(src / ratio); }
    @Override
    protected String getSrcString() { return "원화"; }
    @Override
    protected String getDestString() { return "달러"; }
}

public class C02Ex {
    public static void main(String[] args) {
        Won2Dollar toDollar = new Won2Dollar(1446);
        toDollar.run();
    }
}

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🔥 정리

✔ 업캐스팅과 다운캐스팅으로 다형성 활용
✔ 추상 클래스는 공통 기능 제공 + 특정 메서드 구현 강제
✔ 인터페이스는 다중 구현 가능, 규칙 정의
✔ 추상 클래스를 활용한 단위 변환 프로그램 구현

🔗 참고 자료

• Java 공식 문서
• Velog - Java 학습 정리