[Java] 상속 extends, implements, abstract

'Parent a = new Child()'에서, a 객체의 타입은 무엇일까요?

안녕하세요.

스프링을 공부하면서 자바 상속을 복습해야겠다는 생각이 들어서 상속에 대한 게시글을 작성합니다.

의문점이 든 부분은 '부모 a = new 자식(); 일 때, a 객체의 타입은 무엇인가?' 였습니다. 답은 자식입니다.

해당 의문점은 코드는 아래 코드에서 시작되었습니다.

void findByName(){
	MemberService memberService = ac.getBean("memberService",MemberService.class);
	assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberServiceImpl.class);
}

두 번째 줄에서, ac.getBean에서 꺼내오는 객체는 MemberServiceImpl이라는 클래스의 객체입니다.

MemberService는 인터페이스이고, MemberServiceImpl이 이를 상속(implements)받고 있습니다.

그다음 세 번째 줄에서, memberService가 MemberServiceImpl.class의 객체인지를 검사하고 있습니다. 이 코드는 테스트를 통과합니다.

원래 부모는 자식 클래스의 객체가 될 수 없죠. memberService는 MemberServiceImpl 객체입니다.

궁금해서 검사해보았습니다.

System.out.println(memberService.getClass());

결과는

class hello.core.member.MemberServiceImpl

입니다.

상속은 자바의 기본이 되는 개념인데, 잘 몰랐던 것 같아서 이번 기회에 정리하려고 합니다.

자바의 상속은 2개가 있습니다. extends, implements인데요, 하나씩 알아봅시다.

1. extends

- 클래스 타입의 부모를 상속받을 때 이용합니다. 참고로 인터페이스가 인터페이스를 상속받을 때도 extends를 이용하는데, 정리하자면 아래 사진과 같습니다[1].

- 1개만 상속 가능합니다.

- override는 필수가 아니지만 필요하다면 가능합니다.

상속과 관련하여 학교 수업을 들으며 학습한 예제 코드가 있어서 첨부합니다[2].

예제 코드

class Base{
    void foo() {System.out.println("Base");}
}
class Derived extends Base{
    @Override
    void foo() {System.out.println("Derived");}
}
public class inheritanceTest {
    void extendsTest(){
        Base b1 = new Base();
        Base b2 = new Derived();
        System.out.println("b1.getClass(): "+ b1.getClass());
        System.out.println("b2.getClass(): "+ b2.getClass());
        b1.foo();
        b2.foo();
    }
}

결과

b1.getClass(): class hello.core.beanfind.Base
b2.getClass(): class hello.core.beanfind.Derived
Base
Derived

b1은 Base 클래스의 객체이고, b2는 Derived 클래스의 객체이며, 따라서 각 클래스의 foo 함수를 실행합니다.

2. implements

- 인터페이스 타입의 부모를 상속받을 때 이용하고, 여러 개 상속 가능합니다.

- 인터페이스는 메소드를 선언만 하므로, override를 필수로 수행해야 합니다.

예제 코드

interface Singer{
    void sing();
}
interface Dancer{
    void dance();
}
class Actor implements Singer, Dancer{
    @Override
    public void sing() {System.out.println("sing");}
    @Override
    public void dance() {System.out.println("dance");}
}

public class inheritanceTest {
    void implementsTest(){
        Dancer d = new Actor();
        System.out.println("d.getClass(): "+ d.getClass());
        d.dance();
    }
}

결과

d.getClass(): class hello.core.beanfind.Actor
dance

d는 Actor 객체이고, dance를 수행할 수 있습니다. d는 sing은 수행할 수 없습니다.

자바의 상속 2가지 extends와 implements를 알아보았습니다.

상속과 관련해서 알아야 할 개념이 하나 더 있는데요, abstract입니다.

3. Abstract Class(추상 클래스)

Must be so if has at least one abstract method (a class can be abstract even if it has no abstract methods, but that’s rare)

추상 클래스는 추상적으로 정의된 클래스입니다.

추상적으로 정의되었다는 것은, 추상 메소드(abstract method)를 사용한다는 것입니다.

추상 메소드를 쓰지 않는 추상 클래스도 있겠지만, 거의 없을 것이고 그것은 추상적으로 정의했다는 원래의 의도와는 맞지 않은 것이겠죠!

그렇다면 추상 메소드는 무엇일까요?

추상 메소드는 구현해놓지 않은 메소드를 의미합니다. abstract void draw(); 처럼요. 추상 메소드 선언은 추상 클래스에서만 허용됩니다.

예제 코드

abstract class Predator{
    private Integer age;
	//getter, setter
    public abstract String getFood();
    public void sleep(){
        System.out.println("Predator sleeps");
    }
}

interface Barkable {
    void bark();
}

class Tiger extends Predator implements Barkable {
    @Override
    public String getFood() {
        return "apple";
    }
    @Override
    public void bark() {
        System.out.println("Heung..");
    }
}

public class inheritanceTest {
    @Test
    void implementsTest(){
        Tiger jane = new Tiger();
        jane.bark();
        jane.sleep();
        System.out.println(jane.getFood());
        jane.setAge(5);
        System.out.println("age: "+ jane.getAge());
    }
}

결과

Heung..
Predator sleeps
apple
age: 5

abstract class Predator로 추상 클래스를 선언하였고, public abstract String getFood();로 추상 메소드를 선언하였습니다.

4. 추상 클래스와 인터페이스의 차이

추상 클래스와 인터페이스는 비슷해 보입니다.

둘 다 객체를 만들 수 없고, 상속해서 사용해야 하죠.

그러나 몇 가지 차이가 있습니다.

추상 클래스는 멤버 변수를 가질 수 있고, 일부 함수는 구현할 수 있습니다.

인터페이스는 멤버 변수를 가질 수 없고, 함수는 선언만 가능하죠. 사실 인터페이스는 모든 메소드가 추상 메소드입니다.

두 개의 차이는 알겠는데, 그래도 추상 클래스가 인터페이스를 충분히 대체할 수 있다는 생각이 듭니다.

인터페이스는 여러 개를 상속할 수 있다는 것 말고, 어떤 차이가 있는지 궁금했습니다.

여러 글을 읽어보고 고민해본 결과, 추상 클래스와 인터페이스의 근본적 차이가 있음을 깨닫게 되었습니다.

추상 클래스는 IS - A "~이다"라는 의미가 강하고, 인터페이스는 HAS - A "~을 할 수 있는"이라는 의미가 강합니다[3].

위의 사진에서 인간과 동물은 생명체(Creature)를 상속하고 각 생명체는 구분에 따라 인간과 동물을 상속합니다. 그리고 각각 할 수 있는 기능들을 인터페이스로 구현되어있습니다. Swimable을 보시면, 사람인 Kevin, 동물인 Turtle은 할 수 있으나 다른 동물인 Pigeon은 할 수 없습니다. 이를 추상 클래스로 만들려고 해도, 불가능할 것입니다. 그들의 상속 관계가 꼬이겠죠. 추상 클래스는 하나만 상속 가능합니다. 이런 경우 당연히 Swimable을 인터페이스로 쓸 수밖에 없습니다.

정리하자면, 각각 다른 추상 클래스를 상속하는데 공통된 기능이 필요하다면 해당 기능은 인터페이스로 구현해야 합니다. 이런 경우는 Has-A가 될 것입니다. IS-A의 의미가 강하면 추상 클래스의 extends 관계로 상속받을 수 있을 테니까요.

잘 정리된 내용이 있어 아래에 첨부합니다[4][5].

추상 클래스는 부모와 자식 즉, 상속 관계에서 상속(extends)받으며 같은 부모 Class(여기서는 Abstract Class)를 상속받는 자식 Class 간에 공통 기능을 각각 구현하고, 확장하며 상속과 관련되어 있다. 상속은 SuperClass의 기능을 이용, 확장하기 위해 사용된다.
인터페이스는 부모, 자식 관계인 상속 관계에 얽매이지 않고, 공통 기능이 필요 할 때, Abstract Method를 정의해놓고 구현(implements)하는 Class에서 각 기능을 Overridng 하여 여러 가지 형태로 구현할 수 있기에 다형성과 연관되어 있다. Interface는 해당 Interface를 구현하는 Class들에 대해 동일한 method, 동작을 강제하기 위해 존재한다.