추상클래스와 인터페이스

추상메서드

  추상메서드란, 메서드의 선언부와 구현부 중 선언부만 작성하고 구현부는 작성하지 않는 채 남겨둔 메서드를 의미한다. 메서드의 내용이 상속받는 클래스에 따라 달라질 수 있기 때문에 조상 클래스에서는 선언부만 작성하고, 실제 내용은 상속받는 클래스에서 구현하도록 비워 둔다. 추상메서드는 키워드 'abstract'를 앞에 붙이고, 구현부 {} 대신 문장의 끝을 알리는 ';'를 적는다.

 

 

추상클래스

  추상클래스란, 추상메서드를 하나 이상 포함하는 클래스를 뜻한다. 추상메서드와 마찬가지로 키워드 'abstract'를 앞에 붙이며, 추상클래스는 인스턴스를 생성할 수 없다. 추상클래스의 자손클래스는 오버라이딩을 통해 조상인 추상클래스의 추상메서드를 모두 구현해주어야 한다. 상속받은 추상메서드 중 하나라도 구현하지 않는다면, 자손클래스 역시 추상클래스로 지정해 주어야 한다.

  추상클래스의 경우, 여러 클래스에 공통적으로 사용될 수 있는 클래스를 바로 작성하기도 하고, 기존의 클래스의 공통적인 부분을 뽑아서 추상클래스로 만들어 상속하도록 하는 경우도 있다(추상화). 따라서 상속계층도의 밑으로 내려갈수록 구체화가 심해지고, 위로 올라갈수록 추상화가 심해진다. 

  코드의 추상도를 심화시킬수록 다형성을 이용하여 여러 인스턴스 간 활용이 용이하다.

 

 

인터페이스(interface)

 인터페이스는 추상클래스의 일종으로, 추상클래스처럼 추상메서드를 갖지만 일반적인 추상클래스보다 추상화 정도가 높아서 추상클래스와 달리 몸통을 갖춘 일반 메서드 또는 멤버변수를 구성원으로 갖지 아니한다. 하지만 JDK1.8부터 인터페이스에 static메서드와 default메서드의 추가를 허용하였다.

  인터페이스의 작성은 클래스의 작성과 비슷하나, 키워드로 class 대신 interface를 사용한다. 인터페이스 역시 접근제어자로 public과 default를 사용할 수 있다. 인터페이스 멤버의 작성에는 제약사항이 존재한다. 모든 멤버변수는 public static final이어야 하며, 이를 생략할 수 있다. 또, 모든 메서드는 public abstract 이어야 하며, 이를 생략할 수 있다(public이 아니라 private를 사용한다면 오버라이딩할 수 없을 것이다). 단, static메서드와 default메서드는 예외이다.

  인터페이스는 클래스와 달리 Object클래스와 같은 최고 조상은 없다. 인터페이스는 인터페이스로부터만 상속받을 수 있으며, 클래스와는 달리 다중상속, 즉 여러 개의 인터페이스로부터 상속을 받는 것이 가능하다. 클래스를 상속받을 때 사용하는 extends 대신 구현한다는 의미의 키워드 implements를 사용한다. 클래스의 상속처럼 자손 인터페이스는 조상 인터페이스에 정의된 멤버를 모두 상속받는다. 추상메서드의 구현은 추상클래스를 상속받아 오버라이딩하는 방식과 다르지 않으며, 모든 메서드를 구현하지 않는다면, abstract를 붙여서 추상클래스로 선언해야 한다. 주의해야할 점은, 상속과 마찬가지로 오버라이딩을 통해 메서드를 구현할 때 interface에 생략된 접근제어자 public를 적어야 한다. public을 적지 않으면 접근제어자가 default로 되어서, 메서드를 물려받은 인터페이스(클래스)의 접근제어자범위보다 좁아지므로 에러가 발생한다.

  인터페이스도 추상클래스처럼 불완전하기 때문에 그 자체로 사용할 목적이 아니라, 다른 클래스를 작성하는데 도움 줄 목적으로 작성된다.

 

인터페이스의 다형성

  인터페이스 역시 클래스와 마찬가지로 어떤 인터페이스를 구현한 클래스의 인스턴스를 인터페이스타입으로 참조할 수 있다. 따라서 어떤 메소드의 반환타입이 어떤 인터페이스 타입이라는 것은, 메서드가 해당 인터페이스를 구현한 클래스의 인스턴스를 반환한다는 것을 의미한다. 왜냐하면, 인터페이스 자체는 인스턴스를 생성할 수 없고 인터페이스를 구현한 클래스만 인스턴스를 생성할 수 있으므로 어떤 인스턴스를 어떤 인터페이스 타입으로 참조할 수 있다는 것은 해당 인스턴스가 참조하는 인터페이스를 구현했다는 의미이기 때문이다. 또한 클래스를 작성할 때 어떤 인터페이스가 가진 메서드를 사용해야 한다면, 해당 인터페이스 타입의 참조변수를 사용하여 해당 인터페이스를 구현한 모든 클래스를 클래스 내에서 구현할 수 있다. 반대로 클래스 작성 시 다른 어떤 클래스의 메서드를 사용할 때, 해당 메서드를 가진 인터페이스를 만들어 인터페이스 타입의 참조변수를 작성하는 클래스 내에서 사용한다면, 작성하는 클래스는 사용하려는 메서드를 가진 클래스가 아니라 인터페이스와 직접적인 관계를 맺기 때문에 해당 인터페이스를 구현한 클래스의 변동에 영향을 받지 않는다. 즉, 클래스 작성 시 필요한 메서드의 선언부만 알아도 클래스를 완성할 수 있어서 개발시간을 단축시킬 수 있다.

  이외에도 인터페이스를 사용하면 메서드의 표준화가 가능하므로 일관적이고 정형화된 프로그램의 개발이 가능하며, 비슷한 기능을 가지나 서로 관계없는 클래스 간 관계를 맺어 줄 수 있다.

 

인터페이스의 다중상속

인터페이스를 활용하여 다중상속을 구현하는 방법은 다음과 같다.

1. 상속을 원하는 두 클래스 A, B 중 하나(A)를 상속받고 다른 하나(B)는 클래스 내부 멤버로 포함한다.

2. B의 메서드의 선언부와 일치하는 추상메서드로 인터페이스 B`를 만든다.

3. B`를 구현하여 메서드 구현 시 동일한 이름의 B클래스 메서드를 호출하도록 한다. 

  사실 단순히 내부 구현만으로도 충분하지만, 이 방법을 사용하면 인터페이스의 다형적 특성을 이용하는 다중상속을 구현할 수 있다.

 

 

인터페이스의 디폴트 메서드

  인터페이스의 변경이 필요하여 메서드를 추가하게 되면 변경된 인터페이스를 구현한 모든 클래스의 수정이 필요하다. 이 문제를 해결하기 위해 디폴트 메서드(default method)가 탄생하였다. 디폴트 메서드는 추상 메서드의 기본적인 구현을 제공하는 메서드로, 추상 메서드가 아니기 때문에 디폴트 메서드가 새로 추가되어도 해당 인터페이스를 구현한 클래스를 변경하지 않아도 된다. 디폴트 메서드는 메서드 앞에 키워드 default를 붙이며, 일반메서드처럼 몸통 {}이 있어야 한다. 디폴트 메서드의 접근제어자 역시 public이며 생략가능하다.
  만약 새로 추가된 디폴트 메서드가 기존의 메서드와 이름이 중복되어 충돌하는 경우가 발생하는 경우 다음과 같이 해결한다.

1. 여러 인터페이스의 디폴트 메서드 간의 충돌 - 인터페이스를 구현한 클래스에서 디폴트 메서드를 오버라이딩해야 한다. 2. 디폴트 메서드와 조상 클래스의 메서드 간의 충돌 - 조상 클래스의 메서드가 상속되고, 디폴트 메서드는 무시된다.

  위의 규칙을 외우기 번거롭다면, 그냥 필요한 쪽의 메서드와 같은 내용으로 오버라이딩하면 된다.