상속(extends)

의미

하나의 클래스가 다른 클래스의 속성과 메서드를 이어받는 것을 말한다.

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장점

• 코드 재사용성 : 상속을 통해 부모 클래스의 속성과 메서드를 자식 클래스에서 재사용할 수 있다. 부모 클래스에 구현된 기능을 자식 클래스에서 다시 구현하지 않고도 사용할 수 있으므로, 코드의 중복을 피하게 해준다.

• 계층 구조 형성 : 상속을 통해 클래스들 간의 계층 구조를 형성할 수 있다. 이는 클래스들 간의 관계를 명확히 하고, 코드의 구조를 이해하기 쉽게 만든다. 부모 클래스에서 공통적인 기능을 정의하고, 이를 여러 하위 클래스에서 확장하거나 재정의 할 수 있다.

• 유연성 : 상속을 통해 코드를 확장하고 수정하는 데 수월하다. 새로운 기능을 추가할 때 기존 클래스를 변경하지 않고도 확장할 수 있습니다. 이는 코드의 유연성을 높이고, 변경에 대한 영향을 최소화하여 소프트웨어의 유지보수성을 향상시킵니다.

• 다형성 구현 : 상속은 다형성(polymorphism)을 구현하는 데 중요한 역할을 한다. 자식 클래스 객체는 부모 클래스 타입으로 사용될 수 있으며, 이를 통해 동일한 메서드 호출로 다양한 형태의 객체를 처리할 수 있다. 이는 코드의 유연성을 높이고, 프로그램의 확장성을 향상시킨다.

• 추상화 : 상속을 통해 공통된 속성과 메서드를 가진 부모 클래스를 정의할 수 있다. 이를 통해 객체들 사이의 공통된 특징을 추상화하여 클래스를 설계할 수 있으며, 이는 코드의 가독성과 이해도를 높여준다.

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사용예시

// 부모 클래스
class Animal {
    void sound() {
        System.out.println("동물 소리");
    }
}

// 자식 클래스
class Dog extends Animal {
    void sound() {
        System.out.println("멍멍");
    }
}

extends를 사용해 Dog클래스를 Animal클래스로 상속시킴.

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단점

• 클래스 간의 강한 결합(Coupling) : 상속을 사용하면 부모 클래스와 자식 클래스가 강하게 결합된다. 자식 클래스가 부모 클래스에 깊게 의존하기 때문에 부모 클래스의 변경이 자식 클래스에 영향을 미쳐 코드의 유연성을 저하시킨다. 또한 변경에 취약한 코드를 만들어 낼 수 있다.

• 단일 상속만 가능 : 자바에서는 단일 상속만을 허용한다. 즉, 클래스는 하나의 부모 클래스만 상속할 수 있다. 이로 인해 특정 상황에서 여러 부모 클래스로부터 기능을 상속받고 싶을 때 제약이 생긴다.

• 부모 클래스의 변경이 어려움 : 자식 클래스가 부모 클래스에 의존하므로, 부모 클래스의 변경이 필요할 때 이를 변경함으로써 다른 모든 자식 클래스에 영향을 미친다. 특히 부모 클래스의 메서드 시그니처를 변경하는 경우, 모든 자식 클래스에서 해당 메서드를 오버라이딩해야 하므로 변경 작업이 번거롭다.

• 복잡성 증가 : 클래스 간의 계층 구조가 복잡해질수록 상속 관계를 이해하기 어려워진다. 또한 다중 상속을 지원하지 않는 자바에서는 복잡한 계층 구조를 설계하기 어려울 수 있다.

• 의도하지 않은 메서드 상속 : 상속을 사용하면 부모 클래스의 모든 메서드와 멤버 변수가 자식 클래스로 상속된다. 때로는 이로 인해 의도하지 않은 메서드나 동작이 자식 클래스로 전달될 수 있다. 이는 클래스의 의도와는 상관없는 메서드가 노출되어 API의 혼란을 초래할 수 있다.

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상속의 단점 보완법

• 인터페이스 구현 활용 : 상속의 대안으로 인터페이스를 구현하는 방법을 고려할 수 있다. 인터페이스를 사용하면 다중 상속을 구현할 수 있으며, 더 유연한 설계가 가능해진다. 관련이 있는 기능을 구현하는 데 사용되는 클래스의 그룹을 정의하는 데 특히 유용하다.

• 컴포지션 사용 : 컴포지션은 클래스가 다른 클래스의 인스턴스를 포함하여 기능을 확장하는 방법이다. 상속 대신 객체를 내부적으로 포함하여 클래스 간의 결합도를 줄이고, 유연성을 향상시킬 수 있다. 특히 불필요한 메서드 상속을 피할 수 있다.

• 상속의 범위를 줄이기 : 가능한 한 상속의 범위를 최소화하여 부모 클래스와 자식 클래스 사이의 의존성을 줄여준다. 부모 클래스가 너무 많은 기능을 포함하지 않고, 단일 책임 원칙을 따르는 것이 중요하다.

• 템플릿 메서드 패턴 사용 : 템플릿 메서드 패턴을 사용하여 상속을 통해 확장할 수 있는 틀을 제공하고, 구체적인 동작은 하위 클래스에서 구현할 수 있도록 한다. 이를 통해 부모 클래스와 자식 클래스 간의 결합도를 줄이고 유연성을 높일 수 있다.

• 의도적으로 추상화 수준을 높이기 : 부모 클래스에서 구현된 메서드를 추상화하여 자식 클래스에서 구체적으로 구현하도록 하는 것이 중요하다. 이를 통해 자식 클래스가 부모 클래스에 대해 지나치게 의존하지 않고, 개별적인 구현을 제공할 수 있다.

• 합성 및 데코레이터 패턴 사용 : 합성 및 데코레이터 패턴을 사용하여 객체의 동작을 조합하거나 확장하는 방법을 고려할 수 있다. 이러한 패턴은 상속보다 유연하고 확장 가능한 코드를 작성하는 데 도움이 된다.