상속 (Inheritance)

정의

기존의 클래스에 기능을 추가하거나 재정의하여 새로운 클래스를 정의하는 것을 의미한다. 이러한 상속은 캡슐화, 추상화와 더불어 객체 지향 프로그래밍을 구성하는 중요한 특징 중 하나이다.

상속을 이용하면 기존에 정의되어 있는 클래스의 모든 필드와 메소드를 물려받아, 새로운 클래스를 생성할 수 있습니다. 이때 기존에 정의되어 있던 클래스를 부모 클래스(parent class) 또는 상위 클래스(super class), 기초 클래스(base class)라고도합니다. 그리고 상속을 통해 새롭게 작성되는 클래스를 자식 클래스(child class) 또는 하위 클래스(sub class), 파생 클래스(derived class)라고도 합니다.

자식 클래스 (child class)

자식 클래스(child class)란 부모 클래스의 모든 특성을 물려받아 새롭게 작성된 클래스를 의미한다.

Object 클래스

자바에서 Object 클래스는 모든 클래스의 부모 클래스가 되는 클래스이다. 따라서 자바의 모든 클래스는 자동으로 Object 클래스의 모든 필드와 메소드를 상속받게 된다.

즉, 자바의 모든 클래스는 별도로 extends 키워드를 사용하여 Object 클래스의 상속을 명시하지 않아도 Object 클래스의 모든 멤버를 자유롭게 사용할 수 있다. 자바의 모든 객체에서 toString()이나 clone()과 같은 메소드를 바로 사용할 수 있는 이유가 해당 메소드들이 Object 클래스의 메소드이기 때문이다.

super와 super()

super 키워드

super 키워드는 부모 클래스로부터 상속받은 필드나 메소드를 자식 클래스에서 참조하는 데 사용하는 참조 변수이다.

인스턴스 변수의 이름과 지역 변수의 이름이 같을 경우 인스턴스 변수 앞에 this 키워드를 사용하여 구분할 수 있다. 이와 마찬가지로 부모 클래스의 멤버와 자식 클래스의 멤버 이름이 같을 경우 super 키워드를 사용하여 구별할 수 있다.

위의 예제에서 int형 변수 num는 부모 클래스인 Parent 클래스에서만 선언되어 있다. 따라서 지역 변수와 this 참조 변수 그리고 super 참조 변수 모두 같은 값을 출력한다.

하지만 위의 예제에서 int형 변수 num는 자식 클래스인 Child 클래스에서도 선언되어 있다. 따라서 지역 변수와 this 참조 변수는 자식 클래스에서 대입된 값을 출력하며, super 참조 변수만이 부모 클래스에서 대입된 값을 출력하게 된다.

super() 메소드

this() 메소드가 같은 클래스의 다른 생성자를 호출할 때 사용된다면, super() 메소드는 부모 클래스의 생성자를 호출할 때 사용된다.

자식 클래스의 인스턴스를 생성하면, 해당 인스턴스에는 자식 클래스의 고유 멤버뿐만 아니라 부모 클래스의 모든 멤버까지도 포함되어 있다. 따라서 부모 클래스의 멤버를 초기화하기 위해서는 자식 클래스의 생성자에서 부모 클래스의 생성자까지 호출해야만 한다.

이러한 부모 클래스의 생성자 호출은 모든 클래스의 부모 클래스인 Object 클래스의 생성자까지 계속 거슬러 올라가며 수행된다.

하지만 자바 컴파일러는 컴파일 시 클래스에 생성자가 하나도 정의되어 있지 않아야만, 자동으로 기본 생성자를 추가해준다. 만약 부모 클래스에 매개변수를 가지는 생성자를 하나라도 선언했다면, 부모 클래스에는 기본 생성자가 자동으로 추가되지 않을 것이다.

super() 메소드 호출 예제

위의 예제를 그냥 실행하면, 자바 컴파일러는 주석 처리된 ①번 라인에 자동으로 super(); 구문을 삽입할 것이다. 따라서 변수 a 는 10으로 초기화 된다.

하지만 ①번 라인의 주석 처리를 해제하고 실행하면, 부모 클래스인 Parent 클래스는 두 번째 생성자에 의해 초기화될 것이다. 따라서 변수 a는 40으로 초기화된다.

메소드 오버라이딩 (method overriding)

오버로딩 vs 오버라이딩

- 오버로딩은 서로 다른 시그니처를 갖는 여러 메소드를 하나의 이름으로 정의하는 것

- 오버라이딩은 상속 관계에 있는 부모 클래스에서 이미 정의된 메소드를 자식 클래스에서 같은 시그니쳐를 갖는 메소드로 다시 정의하는 것

간단히 정의하면 오버로딩(overloading)은 새로운 메소드를 정의하는 것. 하지만 오버라이딩(overriding)은 상속받은 기존의 메소드를 재정의하는 것

오버라이딩 조건

1. 오버라이딩이란 메소드의 동작만을 재정의하는 것이므로, 메소드의 선언부는 기존 메소드와 완전히 같아야 한다. 하지만 메소드의 반환 타입은 부모 클래스의 반환 타입으로 타입 변환할 수 있는 타입이라면 변경할 수 있다.

2. 부모 클래스의 메소드보다 접근 제어자를 더 좁은 범위로 변경할 수 없다.

3. 부모 클래스의 메소드보다 더 큰 범위의 예외를 선언할 수 없다.

메소드 오버라이딩

자바에서는 메소드 오버라이딩을 통해 상속받은 부모 클래스의 메소드를 자식 클래스에서 직접 재정의할 수 있다.

부모클래스 Parent의 display() 메소드를 자식 클래스 Child에서 오버라이딩하기

위의 예제에서 세 번째와 같은 인스턴스의 참조가 허용되는 이유는 바로 자바에서의 다형성(polymorphism) 때문이다.