자바 상속과 다형성 연습문제 및 실습

문서 내 토픽

1. 자바 상속(Inheritance)

자바에서 상속은 기존 클래스의 멤버를 새로운 클래스가 물려받는 메커니즘입니다. extends 키워드를 사용하여 선언하며, 슈퍼클래스의 private 멤버는 서브클래스에서 접근할 수 없고, protected 멤버는 같은 패키지 내에서 접근 가능합니다. 생성자는 상속되지 않으므로 super() 키워드로 명시적으로 호출해야 합니다. 업캐스팅과 다운캐스팅을 통해 다양한 타입 변환이 가능합니다.
2. 추상 클래스와 추상 메소드

추상 클래스는 abstract 키워드로 선언되며 직접 객체를 생성할 수 없습니다. 추상 메소드는 구현 없이 선언만 되며, 서브클래스에서 반드시 구현해야 합니다. 추상 클래스는 공통 기능을 정의하고 서브클래스에서 다형성을 실현하도록 강제합니다. 추상 클래스의 생성자는 서브클래스 객체 생성 시 호출됩니다.
3. 인터페이스(Interface)

인터페이스는 interface 키워드로 선언되며 implements 키워드로 구현합니다. 인터페이스의 모든 메소드는 자동으로 public이며, 상수만 포함할 수 있습니다. 클래스는 여러 인터페이스를 구현할 수 있으며, 인터페이스의 모든 추상 메소드를 구현해야 합니다. 디폴트 메소드를 통해 기본 구현을 제공할 수 있습니다.
4. 다형성(Polymorphism)

다형성은 같은 메소드 이름으로 서로 다른 동작을 수행하는 특성입니다. 동적 바인딩을 통해 실행 시간에 실제 객체의 메소드가 호출됩니다. 메소드 오버라이딩을 통해 서브클래스가 슈퍼클래스의 메소드를 재정의합니다. instanceof 연산자로 객체의 타입을 확인할 수 있으며, 이를 통해 안전한 타입 변환이 가능합니다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 자바 상속(Inheritance)

자바 상속은 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념으로, 기존 클래스의 속성과 메소드를 새로운 클래스가 물려받을 수 있게 합니다. 이를 통해 코드 재사용성이 크게 향상되고 유지보수가 용이해집니다. 상속은 계층적 구조를 형성하여 관련된 클래스들을 체계적으로 조직할 수 있게 해줍니다. 다만 과도한 상속은 복잡성을 증가시킬 수 있으므로, 명확한 'is-a' 관계가 있을 때만 사용하는 것이 좋습니다. 자바의 단일 상속 정책은 다중 상속의 복잡성을 피하면서도 필요한 기능을 제공합니다.
2. 추상 클래스와 추상 메소드

추상 클래스와 추상 메소드는 설계 단계에서 인터페이스를 정의하고 구현을 강제하는 메커니즘입니다. 추상 클래스는 공통된 기능을 제공하면서도 일부 메소드의 구현을 하위 클래스에 위임할 수 있어 유연성을 제공합니다. 이는 템플릿 메소드 패턴 구현에 효과적이며, 관련 클래스들 간의 계약을 명확히 합니다. 추상 클래스는 상태를 가질 수 있다는 점에서 인터페이스와 구별되며, 더 강한 결합도를 가진 관계에 적합합니다. 적절히 사용하면 코드의 일관성과 확장성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
3. 인터페이스(Interface)

인터페이스는 자바에서 계약(contract)을 정의하는 강력한 도구로, 구현 클래스가 반드시 따라야 할 메소드들을 명시합니다. 인터페이스를 통해 느슨한 결합을 달성할 수 있으며, 다중 구현이 가능하여 유연한 설계가 가능합니다. 자바 8 이후 default 메소드와 static 메소드 추가로 더욱 실용적이 되었습니다. 인터페이스는 추상화 수준이 높아 다양한 구현체를 쉽게 교체할 수 있게 해줍니다. 의존성 주입과 같은 패턴과 결합하면 테스트 가능하고 유지보수하기 좋은 코드를 작성할 수 있습니다.
4. 다형성(Polymorphism)

다형성은 객체지향 프로그래밍의 가장 강력한 특징 중 하나로, 같은 인터페이스로 다양한 구현을 처리할 수 있게 합니다. 메소드 오버라이딩을 통한 런타임 다형성은 동적 바인딩으로 유연한 코드 작성을 가능하게 합니다. 다형성을 활용하면 새로운 타입 추가 시 기존 코드 수정을 최소화할 수 있어 개방-폐쇄 원칙을 따릅니다. 메소드 오버로딩을 통한 컴파일 타임 다형성도 코드 가독성을 향상시킵니다. 다형성은 프레임워크와 라이브러리 설계의 기초이며, 올바르게 활용하면 확장 가능하고 유지보수하기 좋은 시스템을 구축할 수 있습니다.