추상클래스
추상클래스
추상클래스는 완성되지 않은 클래스를 말합니다. 추상클래스는 abstract 제어자로 클래스를 표현할 수 있으며 추상클래스로는 객체를 생성할 수 없습니다. 이런 추상클래스의 존재의의는 다른 클래스의 상속을 통한 완성이며 추상클래스는 상속에 대한 틀을 정의하기 위해 사용됩니다.
추상클래스의 조건
추상메서드가 하나라도 포함되어 있다면 클래스는 추상클래스로 정의해야합니다. 추상클래스는 객체를 생성할 수 없지만, 생성자와 실제 구현부가 있는 다른 메서드들의 작성에는 제한이 없습니다.
추상메서드
추상메서드는 반드시 추상클래스나 인터페이스 내에 작성되어야하는 메서드로, 메서드의 선언부만 작성하고 실제 구현부는 작성하지 않은 메서드를 말합니다. abstract 제어자를 메서드 선언부에 작성해서 사용합니다.
추상메서드 오버라이딩
추상 메서드를 갖는 추상클래스/인터페이스를 구현 및 상속하는 클래스는 반드시 추상메서드의 몸체를 구현해야합니다.
메서드 구현부 작성 역시 오버라이딩이므로 반환형, 인자, 접근지정자를 알맞게 작성해야합니다.
abstract class MyAbstractClass {
public abstract void abstractMethod();
}
class MyClass extends MyAbstractClass{
@Override
public abstract void abstractMethod(){
System.out.println("hello :)");
}
}추상클래스는 객체를 생성할 수 없지만 생성자는 작성할 수 있습니다. 추상클래스를 상속하는 하위클래스의 객체를 생성할 때 사용될 수 있습니다. 또한 추상클래스는 객체를 생성할 수 없는 것이지 레퍼런스를 사용할 수 없는 것은 아닙니다. 매개변수 및 반환타입, 제네릭의 요소로 사용할 수 있습니다.
추상클래스 및 추상메서드를 사용하는 이유
- 일반 상속으로 사용 시 구현의 강제 의무가 없으므로 메서드의 구현을 강제하여 설계 오류 제한
- 필요 없는 메서드를 상속하지 않고 필요한 것만 상속하여 가볍게 상속 가능
- Virtual Invocation을 통한 성능 향상
- 상속을 통해 다형성을 구현하면서 서브클래스의 메서드 통일 및 슈퍼클래스 추상화
인터페이스
인터페이스 역시 추상메서드를 포함하고 있지만 추상클래스와 다르게 추상메서드가 아닌 구현부를 가진 메서드 혹은 멤버변수를 가질 수 없습니다. 인터페이스는 Interface 키워드로 작성하며 인터페이스의 작성 조건은 다음과 같습니다.
- 모든 멤버 변수는
public static final이어야 하며 이를 생략 가능 - 모든 메서드는
public abstract여야 하며 이를 생략 가능 - JDK 1.8 부터
static,default메서드를 사용 가능 - 생략된 제어자들은 컴파일러에 의해 자동으로 추가
인터페이스 상속
인터페이스는 다른 인터페이스를 extends 키워드로 상속받을 수 있습니다. 이 때는 다중상속이 가능합니다. 이 때는 상속받은 인터페이스가 부모 인터페이스의 메서드를 Override 할 의무는 없습니다
인터페이스 구현
인터페이스 또한 추상메서드를 포함하므로 객체를 생성할 수 없습니다. implements 키워드를 통해 해당 인터페이스를 구현하는 클래스를 통해 객체를 생성할 수 있습니다. 인터페이스의 구현도 다중구현이 가능합니다.
interface Test{
int a = 10;
//error, final 이므로 할당과 동시에 초기화 필요
int b;
void testMethod();
}
interface Test2{
void testMethod();
}
interface Test3 extends Test, Test2{
void testMethod2();
}
class TestClass implements Test3, Test2{
@Override
public void testMethod() {
System.out.println("hello :)");
}
@Override
public void testMethod2() {
System.out.println("bye :(");
}
}인터페이스를 구현하는 클래스는 일반적으로 모든 메서드를 구현해야하지만 일부 메서드를 구현하지 않고 abstract 메서드로 남겨놓을 수 있습니다. 이 때 abstract 메서드가 존재하므로 abstract 클래스로 선언해야합니다.
인터페이스를 구현한 것으로 해당 클래스의 기능을 보장할 수 있습니다.
implements Clonnable해당 클래스의 객체를Clone가능
익명 클래스 구현
인터페이스 레퍼런스를 통해 객체를 선언할 경우 해당 인터페이스를 완전히 구현한 익명 클래스 형태로 객체를 생성할 수 있습니다.
Test2 test = new Test2(){
@Override
public void testMethod(){
System.out.println("테스트 !");
}
};람다식 구현( 함수형 인터페이스 )
@FunctionalInterface 어노테이션이 작성된 인터페이스라면 람다식을 작성하여 인터페이스의 객체를 생성할 수 있습니다.
- ex) Comparator
이 때 @FunctionalInterface 어노테이션이 작성된 인터페이스는 Object 클래스의 메서드를 제외하고 단 하나의 추상 메서드만 지정해야합니다.
인터페이스 레퍼런스로 객체 사용
인터페이스와 그를 구현하는 객체는 상속관계이므로 구현 객체는 인터페이스 레퍼런스에 프로모션되어 사용할 수 있습니다.
클래스 간 상속과 마찬가지로 레퍼런스에서 오버라이딩한 속성만 실제 호출 가능합니다.
// ArrayList 및 LinkedList는 List의 구현체이므로 다음과 같이 사용가능
List<Integer> list1 = new ArrayList<>();
List<Integer> list2 = new LinkedList<>();
//pop() 메서드는 Collection에 정의되지 않은 메서드 이므로 사용 불가능
Collection<Integer> collection = new PriorityQueue<>();
collection.pop();인터페이스를 통한 다중상속
자바는 기본적으로 클래스 간 다중상속이 금지되어 있지만 인터페이스를 여럿 구현하거나, 인터페이스 구현 및 클래스 상속으로 다중상속을 구현할 수 있습니다.
다만 이때는 실제 구현체가 없는 인터페이스를 구현하므로 인터페이스와 같은 동작을 하는 클래스를 내부에 선언하므로써 사용합니다.
interface Walkable{
void walk();
}
class Airplane{
public void fly() {
System.out.println("flying~!!");
}
}
class Human implements Walkable{
public void walk() {
System.out.println("walking~!!");
}
}
class Robot extends Airplane implements Walkable{
// Human human = new Human();
public void walk() {
// human.walk();
System.out.println("walking~!!");
}
}이렇게 사용하는 방법의 장점은 다형성을 이용하여 상위 인터페이스로 레퍼런싱이 가능하다는 점입니다.
public class InterfaceTester {
public static void main(String[] args) {
Walkable robot1 = new Robot();
robot1.walk();
Airplane robot2 = new Robot();
robot2.fly();
}
/* 출력 :
* walking~!!
* flying~!!
*/
}인터페이스 다형성
위의 예제에서 봤던 것처럼 인터페이스 레퍼런스도 구현하는 하위 클래스의 인스턴스를 업캐스팅하여 레퍼런싱할 수 있습니다. 이는 매개변수, 반환타입, 제네릭 타입으로도 사용할 수 있다는 것을 말합니다.
static Walkable walkerFactory(String type) {
if(type.equals("robot")) {
return new Robot();
}else if(type.equals("human"){
return new Human();
}
}
public static void main(String[] args) {
Walkable robot1 = new Robot();
robot1.walk();
Airplane robot2 = new Robot();
robot2.fly();
Walkable walker = walkerFactory("robot");
Walkable walker2 = walkerFactory("human");
}
-
선언된 반환형은
Walkable이지만Walkable을 구현한Robot객체를 반환할 수 있습니다. -
실제 반환되는 객체는
Robot이지만Walkable레퍼런스로 업캐스팅하여 레퍼런싱 할 수 있습니다. -
type매개변수의 값 변환으로 쉽게 다른 객체를 생성할 수 있습니다.이 때 인터페이스 레퍼런스를 사용한 매개변수, 반환값, 제네릭 등을 실제로 사용하기 위해서는 해당 인터페이스를 구현한 클래스 인스턴스를 참조하고 있어야합니다.
인터페이스의 장점
인터페이스를 사용하면서 얻을 수 있는 장점은 다음과 같이 정리해볼 수 있습니다.
- 표준화 개발 가능
- 기본 틀을 인터페이스로 제공해서 표준화된 개발 가능
- 클래스 간 관계 형성
- 서로 관련 없는 클래스들을 같은 인터페이스를 구현하여 관계를 맺게함.
- 이를 통해 인터페이스 레퍼런싱으로 동작할 수 있게함.
- 결합도 낮추기
- 실제 선언부와 구현부를 분리하면서 메소드를 호출하는 쪽에선 인스턴스를 레퍼런싱하는 인터페이스만 사용하기 때문에 실제 구현 클래스의 변화에 독립적
default 메서드, static 메서드
JDK 1.8 이후에는 인터페이스 내에 default 메서드와 static 메서드를 추가할 수 있게 되었습니다.
인터페이스는 기능 변경을 지양해야하지만 반드시 추가되어야 하는 기능이 있을 수 있습니다. 이 때 abstract 메서드를 추가한다면 인터페이스를 구현하는 모든 클래스에서 모두 abstract 메서드를 구현해줘야합니다.
이러한 문제점 때문에 JDK 1.8 버전에서 default , static 메서드가 추가되었습니다
static 메서드
static 메서드는 인스턴스와는 별개의 메서드기 때문에 인터페이스 내에 선언하는 것은 원래 인터페이스의 원칙에 어긋나는 것은 아니었지만, 구현체가 없게끔 하는 통일성에서 사용이 금지되었습니다.
하지만 default 메서드를 사용하게끔 하면서 static 메서드도 사용이 가능해졌습니다.
default 메서드
위에 언급했던 것과 같은 문제점 때문에 인터페이스 내에 실제 구현부를 작성할 수 있는 default 메서드를 사용할 수 있게 되었습니다. 사용할 때는 메서드 앞에 default 제어자를 작성해서 사용합니다.
default 메서드 충돌
앞선 abstract 메서드들은 실제 구현부가 없었기 때문에 다중상속에 의한 문제점이 발생되지 않았습니다. 하지만 default 메서드들은 구현부가 있기 때문에 다른 인터페이스 및 클래스의 메서드들과 충돌할 수 있습니다. 따라서 다음과 같은 규칙이 존재합니다
- 인터페이스의
default메서드 간 충돌- 충돌하는 메서드를 오버라이딩해서 재작성해야함
- 인터페이스의
default메서드와 상속한 클래스 메서드 충돌- 인터페이스의 메서드가 무시됨
private 키워드
인터페이스 내에도 private 키워드를 통해서 메서드를 작성할 수 있습니다. JVM 1.9 버전부터 사용할 수 있으며, default 및 static 메서드 앞에 작성할 수 있습니다.
참고 : Java의 정석 1권
무야호