[JAVA] 객체지향 프로그래밍 - 추상클래스와 인터페이스

1. 추상클래스와 추상메서드

추상클래스란 추상메서드를  포함하는 클래스이다. 추상메서드는 미완성 메서드로 선언부만 작성하고 구현부는 작성하지 않은 메서드이다. 추상클래스와 추상메서드 모두 abstract 키워드로 선언할 수 있고, 상속을 통해 클래스가 완성된다. 추상클래스를 상속받아 클래스를 실제로 구현하고 확장하는 작업을  추상화라고 한다.

 

추상클래스는 여러 클래스에 공통적인 부분을 뽑아서 추상클래스로 만들어 상속하도록 할 수 있다. 추상클래스를 실제로 사용하는 예시를 보자. 기존 클래스 Marine, Tank, Dorpship의 공통적인 부분을 추상클래스로 만들어서 상속시키는 예제이다.

abstract class Unit{
    int x, y;
    abstract void move(int x, int y);
    void stop(){
        //현재 위치에 정지
    };
}

class Marine extends Unit{
    void move(int x,int y){ /*구현 생략*/ }
    void stimPack(){ /*구현 생략*/ }
}

class Tank extends Unit{
    void move(int x,int y){ /*구현 생략*/ }
    void changeMode(){ /*구현 생략*/ }
}

class Dorpship extends Unit{
    void move(int x,int y){ /*구현 생략*/ }
    void load(){ /*구현 생략*/ }
}

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2. 인터페이스의 구현

인터페이스는 일종의 추상클래스이다. 추상클래스와는 달리 몸통만 갖춘 일반 메서드 또는 멤버 변수를 가질 수 없다. 오직 추상메서드와 상수만을 멤버로 가질 수 있다.

 

인터페이스는 클래스의 작성과 똑같이 하고 키워드로 class 대신 interface를 사용한다. 그리고 접근제어자로는 public과 default를 사용할 수 있다. 일반적인 클래스와는 다르게 인터페이스는 다음과 같은 제약사항이 있다.

• 모든 멤버변수는 public satic final 이어야 하며, 생략할 수 있다.
• 모든 메서드는 public abstract 이어야 하며, 이를 생략할 수 있다.

인터페이스는 인터페이스로부터만 상속받을 수 있으며, 다중 상속이 허용되고 Object클래스와 같은 최고 조상이 없다.

 

이런 방식으로 인터페이스를 선언했다면 인터페이스도 추상클래스처럼 상속으로 완성된다. 다만, 인터페이스에서는 상속이 아닌 구현한다는 의미의 키워드 implements를 사용한다. 만약 구현하는 인터페이스의 메서드 중 일부만 구현한다면 abstract를 붙여 추상클래스로 선언해야 하고 상속과 구현을 동시에 할 수 있다. instanceof 연산자의 결과도 상속받은 것과 똑같이 작동한다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Fighter의 인스턴스 생성
        Fighter f = new Fighter();

        // instanceof 연산자를 사용하여 타입 확인
        System.out.println("f instanceof Fighter: " + (f instanceof Fighter));
        System.out.println("f instanceof Unit: " + (f instanceof Unit));
        System.out.println("f instanceof Fightable: " + (f instanceof Fightable));
        System.out.println("f instanceof Movable: " + (f instanceof Movable));
        System.out.println("f instanceof Attackable: " + (f instanceof Attackable));
        System.out.println("f instanceof Object: " + (f instanceof Object));
    }
}

interface Movable {
    // Movable 인터페이스 내용
}

interface Attackable {
    // Attackable 인터페이스 내용
}

interface Fightable extends Movable, Attackable {
    // Fightable 인터페이스 내용
}

class Unit {
    // Unit 클래스 내용
}

class Fighter extends Unit implements Fightable {
    // Fighter 클래스 내용
}

위 예제의 실행 결과는 모두 true로 나온다. 

 

주의할 점이 하나 있는데, 오버라이딩 할 때는 조상의 메서드보다 넓은 범위의 접근 제어자를 지정해야 한다. 따라서 인터페이스를 구현하는 클래스에서 인터페이스의 메서드를 오버라이딩한다면 접근 제어자를 반드시 public으로 해야 한다.

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3. 인터페이스를 이용한 다중 상속

인터페이스를 이용하면 다중상속이 가능하다. 하지만 자바에서 인터페이스로 다중상속을 구현하는 경우는 거의 없다. 인터페이스는 static상수만 정의할 수 있으므로 조상클래스의 멤버변수와 충돌하는 경우가 거의 없고, 충돌된다 하더라도 클래스 이름을 붙여 구분할 수 있다. 실제 예시를 보자. Tv 클래스와 VCR 클래스를 동시에 상속받고 싶다면, 둘 중 우선순위가 밀리는 클래스를 인터페이스와 엮어서 사용하면 된다. VCR 클래스를 인터페이스와 엮어서 사용하는 예시를 보자.

// IVCR 인터페이스 정의
interface IVCR {
    void play();
    void stop();
}
class VCR{
    public void play(){

    }
    public void stop(){

    }
}
// Tv 클래스 정의
class Tv {
    void turnOn() {
        System.out.println("TV is turned on.");
    }

    void turnOff() {
        System.out.println("TV is turned off.");
    }
}

// TVCR 클래스 정의, Tv 클래스를 상속받고 IVCR 인터페이스를 구현함
class TVCR extends Tv implements IVCR {
    // IVCR 인터페이스의 메서드를 구현
    VCR vcr = new VCR();
    @Override
    public void play() {
        vcr.play();
    }

    @Override
    public void stop() {
        vcr.stop();
    }
}

IVCR인터페이스를 구현하기 위해 새로 메서드를 작성해야하지만, 이처럼 VCR 클래스의 인스턴스를 사용하면 손쉽게 다중상속을 구현할 수 있다.

또한 VCR클래스의 내용이 변경되어도 변경된 내용이 TVCR클래스에도 자동적으로 반영되는 효과도 얻을 수 있다.

 

사실 인터페이스를 작성하지 않고도 VCR클래스를 TVCR클래스에 포함시키는 것만으로 충분하지만, 바로 뒤에 공부할 다형적 특성을 이용할 수 있다는 장점이 있다.