[JAVA] 상속

상속

 

1. 상속

상속은 부모가 자식에게 물려주는 행위를 말한다. 자식은 상속을 통해서 부모가 물려준 것을 자연스럽게 이용할 수 있다.

• 이미 잘 개발된 클래스를 재사용해서 새로운 클래스를 만들기 때문에 중복되는 코드를 줄여준다.
• 부모 클래스의 수정으로 모든 자식 클래스들도 수정되는 효과를 가져오기 때문에 유지 보수 시간을 최소화한다.

 

1) 클래스 상속

자식 클래스를 선언할 때 어떤 부모 클래스를 상속받을 것인지 명시한다.

• 여러 개의 부모 클래스를 상속할 수 없다.
• 접근 제한자에 따라 상속 대상 필드와 메서드가 달라진다.

class 자식클래스 extends 부모클래스 {
	// 필드
	// 생성자
	// 메소드
}

 

2) 부모 생성자 호출

자식 객체를 생성하면 부모 객체가 먼저 생성되고 그다음에 자식 객체가 생성된다. 모든 객체는 클래스의 생성자를 호출하는데 부모 생성자는 자식 생성자의 맨 첫 줄에서 호출된다.

// 1. 자식 생성자가 명시적으로 선언되지 않았다면
// 컴파일러가 아래와 같은 기본 생성자를 생성한다.

public 자식클래스() {
	super();	// 부모 클래스의 기본 생성자 호출
}

// 2. 직접 자식 생성자를 선언하고 명시적으로 부모 생성자를 호출한다면

public 자식클래스(매개변수, ...) {
	super(매개변수, ...);	// 없다면 컴파일러에 의해 부모 클래스의 기본 생성자 자동으로 추가
}

 

3) 메서드 재정의(오버라이딩)

부모 클래스의 모든 메서드가 자식 클래스에 맞게 설계되어 있다면 가장 이상적인 상속이지만 어떤 메서드는 자식 클래스가 사용하기에 적합하지 않을 수 있다.

 

이런 경우 상속된 일부 메서드를 자식 클래스에서 재정의하여 수정한다. 이때 부모 객체의 메서드는 숨겨지기 때문에 자식 객체에서 메서드를 호출하면 재정의된 자식 메서드만 호출된다. 만약 부모 메서드를 사용하고 싶다면 super 키워드(super. 부모 메서드())를 통해 호출할 수 있다.

• 부모 메서드와 동일한 시그니처(리턴 타입, 메서드 이름, 매개 변수 목록)를 가져야 한다.
• 접근 제한을 더 강하게 정의할 수 없다.
• 새로운 예외를 throws 할 수 없다.
• 메서드 위에 @Override 어노테이션을 붙여주면 컴파일러가 정확히 재정의된 것인지 확인하여 개발자의 실수를 줄여준다.

 

4) final

final 키워드는 클래스, 필드, 메서드를 선언할 때 사용하는데 해당 선언이 최종 상태이고 결코 수정될 수 없음을 뜻한다.

• 클래스: 상속할 수 없는 클래스가 된다. 즉, 자식 클래스를 만들 수 없다.
• 메서드: 재정의할 수 없는 메서드가 된다. 즉, 자식 클래스에서 재정의할 수 없다.
• 필드: 초기값 설정 후 더 이상 값을 변경할 수 없다.

 

2. 타입 변환과 다형성

다형성은 사용 방법은 동일하지만 다양한 객체를 이용해서 다양한 실행결과가 나오도록 하는 성질이다. 다형성을 구현하려면 메서드 재정의와 타입 변환이 필요하다.

 

1) 자동 타입 변환

클래스의 타입 변환은 상속 관계에 있는 클래스 사이에서 발생한다. 여기서 자동 타입 변환은 프로그램 실행 도중에 자동적으로 타입 변환이 일어나는 것을 말한다. 자식은 부모의 특징과 기능을 상속받기 때문에 부모와 동일하게 취급되어 부모 타입으로 자동 타입 변환이 가능하다.

부모타입 변수 = 자식타입;

// ex 1
Animal animal = new Cat();

// ex 2
Cat cat = new Cat();
Animal animal = cat;

 

부모 타입으로 자동 타입 변환된 이후에는 부모 클래스에 선언된 필드와 메서드만 접근이 가능하다. 그러나 메서드가 자식 클래스에서 재정의되었다면 자식 클래스의 메서드가 대신 호출된다.

 

2) 필드의 다형성

필드의 타입을 부모 타입으로 선언하면 다양한 자식 객체들이 저장될 수 있기 때문에 필드 사용 결과가 달라진다. 이것이 필드의 다형성이다.

 

1. 부모 클래스를 상속하는 자식 클래스는 부모가 가지고 있는 필드와 메서드를 가지고 있으니 사용 방법이 동일하다.
2. 자식 클래스는 부모의 메서드를 재정의하여 메서드의 실행 내용을 변경함으로써 다른 실행결과를 얻을 수 있다.
3. 자식 타입을 부모 타입으로 변환할 수 있다.

이 세 가지가 다형성을 구현할 수 있는 기술적 조건이다.

 

3) 매개 변수의 다형성

자동 타입 변환은 필드의 값을 대입할 때 발생하지만 주로 메서드를 호출할 때 많이 발생한다. 메서드를 호출할 때에는 매개 변수의 타입과 동일한 매개 값을 지정하는 것이 정석이지만, 매개 값을 다양화하기 위해 매개 변수에 자식 객체를 지정할 수도 있다.

class Driver {
    void drive(Vehicle vehicle) // bus
    {
        vehicle.run();
    }
}

 

매개 값으로 어떤 자식 객체가 제공되느냐에 따라 메서드의 실행결과는 다양해질 수 있다.

 

4) 강제 타입 변환

강제 타입 변환은 부모 타입을 자식 타입으로 변환하는 것을 말한다. 자식 타입이 부모 타입으로 자동 타입 변환한 후 다시 자식 타입으로 변환할 때 강제 타입 변환을 사용할 수 있다.

자식타입 변수 = (자식타입)부모타입;

 

부모 타입으로 자동 타입 변환되면 부모에 선언된 필드와 메서드만 사용 가능하기 때문에 자식에 선언된 필드와 메서드를 꼭 사용해야 한다면 강제 타입 변환으로 다시 자식 타입으로 변환한 후 사용한다.

 

만약 처음부터 부모 타입으로 생성된 객체가 있다면 강제 타입 변환을 사용할 수 없다.

그렇다면 어떻게 참조하는 객체를 알 수 있을까?

 

어떤 객체가 어떤 클래스의 인스턴스인지 확인하기 위해 instanceof 연산자를 사용한다. instanceof 연산자로 어떤 객체인지 확인한 후 안전하게 강제 타입 변환을 해야 한다.

// 맞다면 true 아니라면 false
boolean result = 좌항(객체) instanceof 우항(타입)