Java - 상속, 다형성, 메소드 오버라이딩, 컬렉션

상속

• 일반화된 특성이 정의된 클래스와 일반화된 특성을 모두 가지면서 specific한 특성까지 정의된 클래스도 존재한다고 가정하자.
• 일반화된 특성이 정의된 클래스가 Specific한 특성까지 정의된 클래스에 상속을 하게 되면 일반화 클래스의 멤버 변수뿐만 아니라 자기 자신의 변수마저 가지게 된다.
• 상속 관계에서 상속을 하는 클래스를 부모, 상위, 기반 클래스라 하며, 상속을 받는 클래스를 자식, 하위, 파생 클래스라고 표현을 한다.

 

상속의 개념

• 일반화된 클래스를 재사용하여 새로운 specific한 클래스를 생성하는 것
• 자식 클래스는 부모 클래스의 모든 멤버변수와 메소드를 상속받는다.
• 상속을 거듭할수록 자식 클래스의 멤버 변수와 메소드 개수는 같거나 늘어난다.
• 상속의 횟수는 제한이 없다.
• 클래스 간의 계층적 분류가 가능하다.

 

Java로 상속 구현하기

extends 키워드를 사용하여 부모 클래스의 멤버를 상속받아 확장시킬 수 있다.

class 자식 클래스명 extends 부모 클래스명 {
	자식 클래스 코드;
}

※ 가끔 순서를 헷갈리는 사람이 많다. (나또한...ㅎ) 그러니 주의해서 사용

 

상속의 장점

• 코드의 재사용성 증가
• 클래스 간의 계층 구조에 따른 다형성 적용 가능

아마 객체지향 프로그래밍을 하면 이 상속의 개념이 정말 많이 사용되고 중요하다. 바로 위에 작성한 장점들 때문이다.

 

private 접근 제어자

출처: codepresso

• 외부로부터의 접근을 제한하기 위한 키워드
• 오직 같은 클래스 내에서만 접근이 가능하다.
• 상속받은 자식 클래스에서도 접근이 제한된다. 
• private 멤버 변수에 대해 외부 접근이 필요한 경우, 부모 클래스에 public getter, setter 메소드를 제공

 

protected 접근 제어자

• 외부로부터의 접근을 제한하기 위한 키워드
• 상속받은 자식 클래스에서의 접근을 가능하게 한다.

 

private와 protected 접근 제어자의 공통점과 차이점

공통점

• 두 키워드가 외부로부터의 접근을 제한하기 위한 키워드
• 상속받은 자식 클래스에서도 접근이 제한된다.

차이점

• private는 상속 관계에서 자식 클래스가 부모 클래스에 속성을 사용할 수 없다.
• 다만 protected는 getter, setter로 사용된 메소드를 이용하여 접근을 할 수 있다.
• 즉, 상속 관계에서 접근을 허용하기 위해 protected, 상속 관계에서도 제한하기 위해 private를 사용한다.

 

상속 관계의 생성자

 

출처: codepresso

• 만약 상속 관계가 이렇게 되어있다고 가정하자.
• 그럼 생성자의 호출 순서는 부모 클래스부터 시작된다.
• User -> EnterpriseUser -> UniversityUser 순으로 출력된다.
• 허나 실행순서는 자식부터 실행된다.

 

• 부모 클래스의 생성자는 상속되지 않는다.
• 자식 클래스의 객체를 생성 시, 부모 클래스의 기본 생성자를 자동으로 호출
• 최상위 부모 클래스의 생성자부터 한 단계 아래 자식으로 차례대로 호출

 

Super 키워드

• Java에서 super는 부모 클래스를 의미하는 키워드이다.
• 부모 클래스의 파라미터 없는 생성자를 호출
• 자식 클래스에서 부모 클래스 생성자를 명시적으로 호출하지 않으면, Java 컴파일러는 자식 클래스 생성자의 첫 번째 라인에 super(); 를 자동으로 삽입
• 파라미터가 있는 부모 생성자는 Java 컴파일러가 자동으로 호출하지 않음
• 파라미터가 있는 생성자를 호출할 때는 반드시 명시적인 선언이 필요함
• 부모 클래스의 멤버 변수 또는 메소드 접근 시 super.메소드() 사용

 

메소드 오버라이딩(method overriding)

출처: codepresso

부모 클래스로부터 상속받은 메소드를 자식 클래스가 자신만의 특성에 맞게 새롭게 구현하는 것

 

메소드 오버라이딩의 조건

오버라이딩하는 부모 클래스의 메소드와 이름, 파라미터, 리턴타입이 같아야 한다.

 

Java의 타입 체킹

• Java는 타입 간의 호환에 매우 엄격한 언어 

PaidUser luke = new EnterpriseUser();

• 과연 이 코드는 에러가 발생하지 않을까?
• 발생한다. 일반 자료형이 아니더라도 객체나 클래스의 타입이 서로 다르면 에러가 발생한다.
• 기본적으로 서로 다른 타입의 객체를 참조할 수는 없다.
• 그러나 예외의 경우가 있는데, 바로 부모 타입의 참조 변수는 자식 타입의 객체를 참조 가능하다.
• 즉, Java에서는 부모 클래스의 참조 변수가 자식 클래스의 객체를 참조할 수 있다.

부모 부모타입 참조변수 = new 자식();

• 이런 식으로 선언은 가능하다.
• 반대로 부모가 자식의 참조 변수내에 속성은 접근 불가하다.

 

다형성(polymorphism)

• 사전적 정의: 다양한 형태를 가지는 성질
• 객체지향의 주요 특성 중에서 가장 중요한 개념이다.
• 동일한 사물이 때에 따라 서로 다른 기능을 할 수 있는 것
• 하나의 타입이 때에 따라 여러 종류의 객체의 특성을 가질 수 있는 것
  - 여러 종류의 객체를 참조할 수 있는 것
• 같은 형태의 메소드가 때에 따라 다양한 동작을 수행한다.
• Java 에서는 다음 특성을 이용하여 다형성을 구현할 수 있음
  - 부모 클래스의 참조 변수가 자식 클래스의 객체를 참조할 수 있다.
  - 메소드 오버라이딩

 

다형성의 구현

출처: codepresso

1. 각 클래스의 멤버 변수를 초기화하는 생성자 구현
2. 부모 클래스의 login()을 각 자식 클래스에서 오버라이드

 

왜 다형성을 사용하는가?

• SW 요구사항 변경이나 추가에 대해 유연한 설계가 가능
• 요구사항 추가되었을 시 기존 코드의 변경이 최소화된다.
• 확장 가능한 소프트웨어를 개발할 수 있다.
• 유지보수 측면이 좋다.

 

자바 컬렉션 프레임워크

• 여러 건의 데이터를 다루기 위해서는 Array와 같은 데이터를 다루기 위한 자료구조의 구현가 필요
• 다양한 특성을 가진 데이터를 다루기 위해서는 그에 적합한 자료구조 필요
• 다양한 자료구조의 구현을 위한 클래스와 인터페이스의 집합

 

컬렉션 프레임워크의 필요성

• 다양한 데이터를 위한 자료구조의 구현체 필요
• 저장되는 데이터에 순서가 존재
• 중복되는 데이터가 저장될 수 있음