'자바의 정석 3rd Editon'을 공부하며 정리한 내용입니다.
1. 상속(inheritance)
1. 상속의 정의와 장점
- 상속: 기존의 클래스를 재사용하여 새로운 클래스를 작성하는 것
- 상속을 통해 클래스를 작성하면 적은 양의 코드로 새러은 클래스를 작성할 수 있고 코드를 공통적으로 관리할 수 있기 때문에 코드의 추가 및 변경이 매우 용이
- 코드의 재사용성을 높이고 코드의 중복을 제거해 프로그램의 생산성과 유지보수에 기여
자바에서 상속을 구현하는 방법
- 새로 작성하고자 하는 클래스의 이름 뒤에 상속받고자 하는 클래스의 이름을 키워드
extends와 함께 써주면 됨class Child extends Parent { // ... }
- 조상 클래스 부모(parent) 클래스, 상위(super) 클래스, 기반(base) 클래스
- 자손 클래스 자식(child) 클래스, 하위(sub) 클래스, 파생된(derived) 클래스
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자손 클래스는 조상 클래스의 모든 멤버를 상속 받음
- Parent 클래스에 age라는 정수형 변수를 멤버변수로 추가하면, 자손 클래스는 조상의 멤버를 모두 상속받기 ㄸ문에, Child 클래스는 자동적으로 age라는 멤버변수가 추가된 것 같은 효과를 얻음
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조상 클래스가 변경되면 자손 클래스는 자동적으로 영향을 받지만, 자손 클래스가 변경되는 것은 조상 클래스에 아무런 영향을 주지 않음
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자손 클래스는 조상 클래스의 모든 멤버를 상속 받으므로 항상 조상 클래스보다 같거나 많은 멤버를 가짐. 상속에 상속을 거듭할수록 상속받는 클래스의 멤버 개수는 점점 늘어나게 됨
- 생성자와 초기화 블럭은 상속되지 않음. 멤버만 상속됨
- 자손 클래스의 멤버 개수는 조상 클래스보다 항상 같거나 많음
- 같은 내용의 코드를 하나 이상의 클래스에 중복적으로 추가해야하는 경우에는 상속관계를 이용해 코드의 중복을 최소화해야 함
- 조상 클래스만 변경해도 모든 자손 클래스에, 자손의 자손 클래스에까지 영향을 미치기 때문에, 클래스간의 상속관계를 맺어 주면 자손 클래스들의 공통적인 부분은 조상 클래스에서 관리하고 자손 클래스는 자신에 정의된 멤버들만 관리하면 되므로 각 클래스의 코드가 적어져 관리가 쉬워짐
자손 클래스의 인스턴스를 생성하면 조상 클래스의 멤버와 자손 클래스의 멤버가 합쳐진 하나의 인스턴스로 생성됨
1.2 클래스간의 관계 - 포함관계
- 클래스 간에 포함(Composite) 관계를 맺어주면 클래스를 재사용하는 것이 가능
- 클래스 간의 포함관계를 맺어주는 것은 한 클래스의 멤버변수로 다른 클래스 타입의 참조변수를 선언하는 것을 의미
// Circle class
class Circle {
int x; // x좌표
int y; // y좌표
int r; // 반지름
}
// Point class
class Point {
int x; // x좌표
int y; // y좌표
}
// Point 클래스를 재사용해서 Circle 클래스 작성
class Circle {
Point c = new Point(); // 원점
int r;
}- 하나의 거대한 클래스를 작성하는 것보다 단위별로 여러 개의 클래스를 작성한 다음 이 단위 클래스들을 포함관계로 재사용하면 보다 간결하고 쉽게 클래스를 작성할 수 있음
- 작성된 단위 클래스들은 다른 클래스를 작성하는데 재사용될 수 있음
1.3 클래스간의 관계 결정하기
- 상속관계를 맺어줄 것인지 포함관계를 맺어 줄 것인지 결정하는 것이 혼돈스러울 경우, '~은 ~이다(is-a)'와 '~은 ~을 가지고 있다(has-a)'를 넣어서 문장을 만들어보면 클래스 간의 관계가 명확해짐
- 원(Circle)은 점(Point)이다 - Circle is a Point
- 원(Circle)은 점(Point)을 가지고 있다 - Circle has a Point
- 원은 원점(Point)과 반지름으로 구성되므로 위의 두 문장을 비교해보면 두 번째 문장이 더 옳다는 것을 알 수 있음
- '~은 ~이다'라는 문장이 성립한다면 상속 관계를, '~은 ~을 가지고 있다'는 문장이 성립한다면 포함관계를 맺어주면 됨
1.4 단일 상속(single inheritance)
- 다른 객체지향언어인 C++에서는 여러 조상 클래스로부터 상속받는 것이 가능한 '다중상속(multiple inheritance)'을 허용하지만 자바에서는 오직 단일 상속만 허용
- 둘 이상의 클래스로부터 상속을 받을 수 없음
- 다중상속 장점: 여러 클래스로부터 상속받을 수 있기 때문에 복합적인 기능을 가진 클래스를 쉽게 작성할 수 있음
- 다중상속 단점: 클래스간의 관계가 매우 복잡해진다는 것과 서로 다른 클래스로부터 상속받은 멤버간의 이름이 같은 경우 구별할 수 있는 방법이 없다는 단점을 가짐
- 다닝ㄹ 상속이 하나의 조상 클래스만을 가질 수 있기 때문에 다중상속에 비해 불편한 점도 있지만, 클래스 간의 관계가 명확해지고 코드를 더욱 신뢰할 수 있게 만들어준다는 점에서 다중상속보다 유리
class Tv {
boolean power; // 전원상태(on/off)
int channel; // 채널
void power() { power = !power; }
void channelUp() { ++channel; }
void channelDown() { --channel; }
}
class VCR {
boolean power; // 전원상태(on/off)
int counter = 0;
void power() { power = !power; }
void play() { /* 내용생략*/ }
void stop() { /* 내용생략*/ }
void rew() { /* 내용생략*/ }
void ff() { /* 내용생략*/ }
}
class TVCR extends Tv {
VCR vcr = new VCR();
int counter = vcr.counter;
void play() {
vcr.play();
}
void stop() {
vcr.stop();
}
void rew() {
vcr.rew();
}
void ff() {
vcr.ff();
}
}- 자바는 다중상속을 허용하지 않으므로 Tv 클래스를 조상으로 하고, VCR 클래스는 TVCR 클래스에 포함시킴
- TVCR 클래스에 VCR 클래스의 메서드와 일치하는 선언부를 가진 ㅁ메서드를 선언하고 내용은 VCR 클래스의 것을 호출해서 사용하도록 함
- 외부적으로는 TVCR 클래스의 인스턴스를 사용하는 것처럼 보이지만 내부적으로는 VCR 클래스의 인스턴스를 생성해서 사용하는 것
- 이렇게 함으로써 VCR 클래스의 메서드의 내용이 변경되더라도 TVCR 클래스의 메서드들 역시 변경된 내용이 적용되는 결과를 얻을 수 있음
1.5 Object 클래스 - 모든 클래스의 조상
- Object 클래스는 모든 클래스 상속계층도의 최상위에 있는 조상 클래스
- 다른 클래스로부터 상속 받지 않는 모든 클래스들은 자동적으로 Object 클래스로부터 상속받게 함
- 만일 다른 클래스로부터 상속을 받는다고 하더라도 상속계층도를 따라 조상클래스, 조상클래스의 조상클래스를 찾아 올라가다 보면 결국 마지막 최상위 조상은 Object 클래스일 것
- Object 클래스에는
toString(),equals()와 같은 모든 인스턴스가 가져야 할 기본적인 11개의 메서드가 정의되어 있음 => 9장 참고
2. 오버라이딩(overriding)
2.1 오버라이딩이란?
- 오바라이딩: 조상 클래스로부터 상속받은 메서드의 내용을 변경하는 것
- 상속받은 메서드를 그대로 사용하기도 하지만, 자손 클래스 자신에 맞게 변경해야하는 경우가 많은데 이럴 때 조상의 메서드를 오버라이딩함
2.2 오버라이딩의 조건
- 오버라이딩은 메서드의 내용만을 새로 작성하는 것이므로 메서드의 선언부는 조상의 것과 완전히 일치해야 함
자손 클래스에서 오버라이딩하는 메서드는 조상 클래스의 메서드와
- 이름이 같아야 함
- 매개변수가 같아야 함
- 반환타입이 같아야 함
- 접근 제어자(access modifier)와 예외(exception)은 제한된 조건 하에서만 다르게 변경 가능
1. 접근 제어자는 조상 클래스의 메서드보다 좁은 범위로 변경할 수 없음
2. 조상 클래스의 메서드보다 많은 수의 예외를 선언할 수 없음
3. 인스턴스메서드를 static 메서드로 또는 그 반대로 변경할 수 없음
- 조상 클래스에 정의된 static 메서드를 자손 클래스에서 똑같은 이름의 static 메서드로 정의할 수 있나요?
정의할 수 있음. 하지만 각 클래스에 별개의 static 메서드를 정의한 것일 뿐 오버라이딩이 아님. 각 메서드는 클래스 이름으로 구별될 수 있으며, 호출할 때눈참조변수.메서드이름()대신클래스이름.메서드이름()으로 하는 것이 바람직. static 멤버들은 자신들이 정의된 클래스에 묶여있다고 생각할 것
2.3 오버로딩 vs. 오버라이딩
오버로딩(overloading) 기존에 없는 새로운 메서드를 정의하는 것(new)
오버라이딩(overriding) 상속받은 메서드의 내용을 변경하는 것(change, modify)
2.4 super
- super: 자손 클래스에서 조상 클래스로부터 상속받은 멤버를 참조하는데 사용되는 참조 변수
- 멤버변수와 지역변수의 이름이 같을 때 this를 붙여서 구별했듯이 상속받은 멤버와 자신의 멤버와 이름이 같을 때는 super를 붙여서 구분
- 조상 클래스로부터 상속받은 멤버도 자손 클래스 자신의 멤버이므로 super 대신 this 사용 가능
- 조상 클래스의 멤버와 자손 클래스의 멤버가 중복 정의되어 서로 구별해야하는 경우에만 super를 사용하는 것이 좋음
- 조상의 멤버와 자신의 멤버를 구별하는데 사용된다는 점을 제외하고는 super와 this는 근본적으로 같음
- 모든 인스턴스 메서드에는 자신이 속한 인스턴스의 주소가 지역변수로 저장되는데, 이것이 참조변수인 this와 super의 값이 됨
- 조상 클래스에 선언된 멤버변수와 같은 이름의 멤버변수를 자손 클래스에서 중복해서 정의하는 것이 가능하며 참조변수 super를 이용해서 서로 구별 가능
- 메서드도 super를 써서 호출 가능. 조상 클래스의 메서드를 자손 클래스에서 오버라이딩한 경우에 super를 사용
class Point {
int x;
int y;
String getLocation() {
return "x :" + x + ", y :" + y;
}
}
class Point3D extends Point() {
int z;
String getLocation() {
// return "x :" + x + ", y :" + y + ", z :" + z;
return super.getLocation() + ", z :" + z;
}
}-
조상 클래스의 메서드의 내용에 추가적으로 작업을 덧붙이는 경우라면 super를 사용해 조상 클래스의 메서드를 포함시키는 것이 좋음
- 후에 조상 클래스의 메서드가 변경되더라도 변경된 내용이 자손 클래스의 메서드에 자동적으로 반영될 것이기 때문
-
static 메서드(클래스 메서드)는 인스턴스와 관련이 없음
- this와 마찬가지로 super 역시 static 메서드에서는 사용할 수 없고 인스턴스 메서드에서만 사용 가능
2.5 super() - 조상 클래스의 생성자
this()는 같은 클래스의 다른 생성자를 호출하는 데 사용되지만,super()는 조상 클래스의 생성자를 호출하는데 사용- 자손 클래스의 인스턴스를 생성하면 자손의 멤버와 조상의 멤버가 모두 합쳐진 하나의 인스턴스가 생성됨
- 이 때 조상 클래스 멤버의 초기화 작업이 수행되어야 하기 때문에 자손 클래스의 생성자에서 조상 클래스의 생성자가 호출되어야 함
- 생성자의 첫 줄에서 조상 클래스의 생성자를 호출해야하는 이유는 자손 클래스의 멤버가 조상 클래스의 멤버를 사용할 수도 있으므로 조상의 멤버들이 먼저 초기화되어 있어야 하기 때문
- 조상 클래스 생성저의 호출은 클래스의 상속관계를 거술러 올라가면서 계속 반복되며 마지막으로 모든 클래스의 최고 조상인 Object 클래스의 생성자인 Object()까지 가서야 끝이 남
Object 클래스를 제외한 모든 클래스의 생성자 첫 줄에 생성자
this()또는super()를 호출해야 함. 그렇지 않으면 컴파일러가 자동적으로super()를 생성자의 첫 줄에 삽입
- 인스턴스를 생성할 때 클래스를 선택하는 것만큼 생성자를 선택하는 것도 중요
- 클래스 - 어떤 클래스의 인스턴스를 생성할 것인가?
- 생성자 - 선택한 클래스의 어떤 생성자를 이용해서 인스턴스를 생성할 것인가?
- 조상 클래스의 멤버변수는 조상의 생성자에 의해 초기화되도록 해야 함
3. package와 import
3.1 패키지(package)
- 패키지: 클래스의 묶음
- 패키지에는 클래스 또는 인터페이스를 포함시킬 수 있음
- 서로 관련된 클래스들끼리 그룹 단위로 묶어 놓음으로써 클래스를 효율적으로 관리할 수 있음
- 같은 이름의 클래스라도 서로 다른 패키지에 존재하는 것이 가능하므로, 자신만의 패키지 체계를 유지함으로써 다른 개발자가 개발한 클래스 라이브러리의 클래스와 이름이 충돌하는 것을 피할 수 있음
- 클래스가 물리적으로 하나의 클래스파일(.class)인 것과 같이 패키지는 물리적으로 하나의 디렉토리
- 패키지도 다른 패키지를 포함할 수 있으며 점'.'으로 구분
- 하나의 소스파일에는 첫 번째 문장으로 단 한 번의 패키지 선언만을 허용
- 모든 클래스는 반드시 하나의 패키지에 속해야 함
- 패키지는 점(.)을 구분자로 하여 계층구조로 구성할 수 있음
- 패키지는 물리적으로 클래스 파일(.class)을 포함하는 하나의 디렉토리
3.2 패키지의 선언
package 패키지명;- 클래스나 인터페이스의 소스파일(.java)의 맨 위에 한 줄만 적어주면 됨
- 패키지 선언문은 반드시 소스파일에서 주석과 공백을 제회한 첫 번째 문장잉야 하며, 하나의 소스파일에 단 한 번만 선언될 수 있음
- 해당 소스파일에 포함된 모든 클래스나 인터페이스는 선언된 패키지에 속하게 됨
- 패키지명은 대소문자를 모두 허용하지만, 클래스명과 쉽게 구분하기 위해서 소문자로 하는 것을 원칙으로 함
- 소스파일에 자신이 속할 패키지를 지정하지 않은 클래스는 자동적으로 '이름 없는 패키지'에 속하게 됨. 패키지를 지정하지 않는 모든 클래스들은 같은 패키지에 속하게 됨
- 큰 프로젝트나 Java API와 같은 클래스 라이브러리를 작성하는 경우에는 미리 패키지를 구성하여 적용
3.3 import 문
- 클래스의 코드를 작성하기 전에 import문으로 사용하고자 하는 클래스의 패키지를 미리 명시해주면 소스코드에 사용되는 클래스이름에서 패키지명은 생략할 수 있음
- import문의 역할: 컴파일러에게 소스파일에 사용된 클래스의 패키지에 대한 정보를 제공하는 것
- 컴파일 시 컴파일러는 import문을 통해 소스파일에 사용된 클래스들의 패키지를 알아 낸 다음, 모든 클래스 이름 앞에 패키지명을 붙여줌
이클립스는 단축키
ctrl + shift + o를 누르면, 자동으로 import문을 추가해줌
3.4 import문의 선언
소스파일(*.java)의 구성
1. package문
2. import문
3. 클래스 선언
import문 선언 방법
import 패키지명.클랫스명; or import 패키지명.*;
- 같은 패키지에서 여러 개의 클래스가 사용될 때, import문을 여러 번 사용하는 대신
패키지명.*을 이요해서 지정된 패키지에 속한 모든 클래스를 패키지명 없이 사용할 수 있음java.lang패키지는 매우 빈번히 사용되는 중요한 클래스들이 속한 패키지이기 때문에 따로 import문을 지정하지 않아도 됨
3.5 static import문
- static import문을 사용하면 static멤버를 호출할 때 클래스 이름을 생략할 수 있음
- 특정 클래스의 static 멤버를 자주 사용할 때 편리
import static java.lang.Integer.*; // Integer 클래스의 모든 static 메서드
import static java.lang.Math.random; // Math.random()만. 괄호 안 붙임
import static java.lang.System.out; // System.out을 out만으로 참조 가능
System.out.println(Math.random()) -> out.println(random())
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