Java의 객체지향 프로그래밍 [3] : 상속, 오버라이딩, 제어자

▶ 상속(inheritance)

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• 상속이란, 기존의 클래스를 재사용하여 새로운 클래스를 작성하는 것이다.
• 상속을 통해서 클래스를 작성하면 보다 적은 양의 코드로 새로운 클래스를 작성할 수 있고 코드를 공통적으로 관리할 수 있기 때문에 코드의 추가 및 변경이 매우 용이하다.
• 자바에서 상속을 구현하는 방법은 간단하다. 새로 작성하고자 하는 클래스의 이름 뒤에 상속받고자 하는 클래스의 이름을 키워드 'extends'와 함게 작성해주면 된다.

class Child extends Parent{
    // ...
}

 

상속에서

- 생성자와 초기화 블럭은 상속되지 않는다. 멤버만 상속된다.

- 자손 클래스의 멤버 개수는 조상 클래스보다 항상 같거나 많다.

 

 

 

 

 

 

 

 

▶ 단일 상속(single inheritance)

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• 다른 객체지향언어인 C++에서는 여러 조상 클래스로부터 상속받는 것이 가능한 '다중상속(Multiple inheritance)'을 허용하지만 자바에서는 단일 상속만을 허용한다.

 class TVCR extends TV, VCR {    // 에러. 상속은 하나만 가능
     // ...
}

 

 

 

 

 

 

▶ Object 클래스 - 모든 클래스의 조상

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• Object 클래스는 모든 클래스 상속 계층도의 최상위에 있는 조상클래스이다.
•  
• 다른 클래스로부터 상속 받지 않는 모든 클래스들은 자동적으로 Object 클래스로부터 상속받게 함으로써 이것을 가능하게 한다.

 

 

 

 

 

 

 

▶ 오버라이딩(Overriding)

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• 조상 클래스로부터 상속받은 메서드의 내용을 변경하는 것을 오버라이딩이라고 한다.
• 상속받은 메서드를 그대로 사용하기도 하지만, 자손 클래스 자신에 맞게 변경해야하는 경우가 많다. 이럴 때 조상의 메서드를 오버라이딩한다.

 

 

 

 

 

 

▶ 오버라이딩의 조건

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• 자손 클래스에서 오버라이딩하는 메서드는 조상 클래스의 메서드와
• 이름이 같아야 한다.
• 매개변수가 같아야 한다.
• 반환타입이 같아야 한다.

한마디로 요약하면 선언부가 서로 일치해야 한다는 것이다. 다만 접근 제어자(access modifier)와 예외(exception)는 제한된 조건 하에서만 다르게 변경할 수 있다.

 

 

 

1. 접근 제어자는 조상 클래스의 메서드보다 좁은 범위로 변경 할 수 없다.

: 만일 조상 클래스에 정의된 메서드의 접근 제어자가 protected라면, 이를 오버라이딩하는 자손 클래스의 메서드는 접근 제어자가 protected나 public이어야 한다. 대부분의 경우 같은 범위의 접근 제어자를 사용한다. 접근 제어자의 접근범위를 넓은 것에서 좁은 것 순으로 나열하면 public, protected, (default), private이다.

 

 

2. 조상 클래스의 메서드보다 많은 수의 예외를 선언할 수 없다.

 

 

조상클래스의 메서드를 자손 클래스에서 오버라이딩할 때

1. 접근 제어자를 조상 클래스의 메서드보다 좁은 범위로 변경할 수 없다.
2. 예외는 조상 클래스의 메서드볻 많이 선언할 수 없다.
3. 인스턴스메서드를 static메서드로 또는 그 반대로 변경할 수 없다.

 

 

 

 

 

 

 

▶ 오버로딩 vs 오버라이딩

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오버로딩(overloading) : 기존에 없는 새로운 메서드를 정의하는 것 (new)

오버라이딩(overriding) : 상속받은 메서드의 내용을 변경하는 것 (change, modify)

 

 

 

 

 

▶ super

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• super는 자손 클래스에서 조상 클래스로부터 상속받은 멤버를 참조하는데 사용되는 참조변수이다.
• 조상의 멤버와 자신의 멤버를 구별하는데 사용된다는 점을 제외하고는 super와 this는 근본적으로 같다.
• static메서드(클래스 메서드)는 인스턴스와 관련 없다. 그래서 this와 마찬가지로 super역시 static메서드에서는 사용할 수 없고 인스턴스메서드에서만 사용할 수 있다.
• 조상 클래스에 선언된 멤버변수와 같은 이름의 멤버변수를 자손클래스에서 중복해서 정의하는 것이 가능하며 참조변수 super를 이용해서 서로 구별할 수 있다.

 

 

 

 

▶ super() - 조상 클래스의 생성자

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• super()는 조상 클래스의 생성자를 호출하는데 사용된다.
• Object클래스를 제외한 모든 클래스의 생성자 첫 줄에 생성자 this() 또는 super()를 호출해야 한다. 그렇지 않으면 컴파일러가 자동적으로 super();를 생성자의 첫 줄에 삽입한다.

 

 

 

 

▶ 제어자란(modifier)?

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제어자(modifier)는 클래스, 변수 또는 메서드의 선언부에 함께 사용되어 부가적인 의미를 부여한다. 제어자의 종류는 크게 접근 제어자와 그 외의 제어자로 나눌 수 있다.

 

 

접근 제어자 : public, protected, default, private

그           외 : static, final, abstract, native, transient, synchronized, volatile, strictfp

 

 

 

 

 

 

 

♧ static - 클래스의, 공통적인

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• static은 '클래스의' 또는 '공통적인'의 의미를 가지고 있다.
• 인스턴스변수는 하나의 클래스로부터 생성되었더라도 각기 다른 값을 유지하지만, 클래스변수(static멤버변수)는 인스턴스에 관계없이 같은 값을 갖는다.
• 그 이유는 하나의 변수를 모든 인스턴스가 공유하기 때문이다.

 

static이 사용될 수 있는 곳 - 멤버변수, 메서드, 초기화 블럭

 

 

제어자	대상	의미
static	멤버변수	- 모든 인스턴스에 공통적으로 사용되는 클래스변수가 된다. - 클래스변수는 인스턴스를 생성하지 않고도 사용 가능하다. - 클래스가 메모리에 로드될 때 생성된다.
static	메서드	- 인스턴스를 생성하지 않고도 호출이 가능한 static 메서드가 된다. - static 메서드 내에서는 인스턴스멤버들을 직접 사용할 수 없다.

 

 

 

 

 

 

 

♧ final - 마지막의, 변경될 수 없는

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• final은 '마지막의' 또는 '변경될 수 없는'의 의미를 가지고 있으며 거의 모든 대상에 사용될 수 있다.
• final이 붙은 변수는 상수이므로 일반적으로 선언과 초기화를 동시에 하지만, 인스턴스변수의 경우 생성자에서 초기화 되도록 할 수 있다.
• 클래스 내에 매개변수를 갖는 생성자를 선언하여, 인스턴스를 생성할 때 final이 붙은 멤버변수를 초기화하는데 필요한 값을 생성자의 매개변수로부터 제공받는 것이다.

 

final이 사용될 수 있는 곳 - 클래스, 메서드, 멤버변수, 지역변수

 

제어자	대상	의미
	클래스	변경될 수 없는 클래스, 확장될 수 없는 클래스가 된다. 그래서 final로 지정된 클래스는 다른 클래스의 조상이 될 수 없다.
final	메서드	변경될 수 없는 메서드, final로 지정된 메서드는 오버라이딩을 통해 재정의 될 수 없다.
	변수	변수 앞에 final이 붙으면, 값을 변경할 수 없는 상수가 된다.

 

 

 

 

 

 

 

♧ abstract - 추상의, 미완성의

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• abstract는 '미완성'의 의미를 가지고 있다. 메서드의 선언부만 작성하고 실제 수행내용은 구현하지 않은 추상 메서드를 선언하는데 사용된다.

 

abstract가 사용될 수 있는 곳 - 클래스, 메서드

 

제어자	대상	의미
abstract	클래스	클래스 내에 추상 메서드가 선언되어 있음을 의미한다.
abstract	메서드	선언부만 작성하고 구현부는 작성하지 않은 추상 메서드임을 알린다.

 

 

abstract class AbstractTest{    // 추상 클래스 (추상 메서드를 포함한 클래스)
    abstract void move();       // 추상 메서드 (구현부가 없는 메서드)
}

 

 

 

 

 

 

 

▶ 접근 제어자 (access modifier)

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• 접근 제어자는 멤버 또는 클래스에 사용되어, 해당하는 멤버 또는 클래스를 외부에서 접근하지 못하도록 제한하는 역할을 한다.
• 접근 제어자가 default임을 알리기 위해 실제로 default를 붙이지는 않는다.

 

접근 제어자가 사용될 수 있는 곳 - 클래스, 멤버변수, 메서드, 생성자

 

private : 같은 클래스 내에서만 접근이 가능하다.

default : 같은 패키지 내에서만 접근이 가능하다.

protected : 같은 패키지 내에서, 그리고 다른 패캐지의 자손클래스에서 접근이 가능하다.

public : 접근 제한이 전혀 없다.

 

 

→ public > protected > (default) > private

 

 

대 상	사용가능한 접근 제어자
클래스	public, (default)
메서드	public, protected, (deault), private
멤버변수	public, protected, (deault), private
지역변수	없음

 

 

 

 

 

 

▶ 접근 제어자를 이용한 캡슐화

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• 클래스나 멤버, 주로 멤버에 접근 제어자를 사용하는 이유는 클래스의 내부에 선언된 데이터를 보호하기 위해서이다.
• 데이터가 유효한 값을 유지하도록, 또는 비밀번호와 같은 데이터를 외부에서 함부로 변경하지 못하도록 하기 위해서는 외부로부터의 접근을 제한하는 것이 필요하다.
• 이것을 데이터 감추기(data hiding)라고 하며, 객체지향개념의 캡슐화(encapsulation)에 해당하는 내용이다.

 

접근 제어자를 사용하는 이유

- 외부로부터 데이터를 보호하기 위해서

- 외부에는 불필요한, 내부적으로만 사용되는, 부분을 감추기 위해서

 

 

 

 

 

 

 

 

▶ 생성자의 접근 제어자

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• 생성자에 접근 제어자를 사용함으로써 인스턴스의 생성을 제한할 수 있다.
• 보통 생성자의 접근 제어자는 클래스의 접근 제어자와 같지만, 다르게 지정할 수도 있다.
• 생성자의 접근 제어자를 private으로 지정하면, 외부에서 생성자에 접근할 수 없으므로 인스턴스를 생성할 수 없게 된다. 그래도 클래스 내부에서는 인스턴스를 생성할 수 있다.
• 대신 인스턴스를 생성해서 반환해주는 public메서드를 제공함으로써 외부에서 이 클래스의 인스턴스를 사용하도록 할 수 있다. 이 메서드는 public인 동시에 static이어야 한다.
• 생성자가 private인 클래스는 다른 클래스의 조상이 될 수 없다. 왜냐하면, 자손클래스의 인스턴스를 생성할 때 조상클래스의 생성자를 호출해야만 하는데, 생성자의 접근 제어자가 private이므로 자손클래스에서 호출하는 것이 불가능하기 때문이다.

 

class Singleton{
    private Singleton(){
        ...
    }
    ...
}

 

 

 

 

 

 

▶ 제어자(modifier)의 조합

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• 제어자가 사용될 수 있는 대상을 중심으로 제어자를 정리해보자.

대 상	사용가능한 제어자
클래스	public, (default), final, abstract
메서드	모든 접근 제어자, final, abstract, static
멤버변수	모든 접근 제어자, final, static
지역변수	final

 

 

[제어자를 조합해서 사용할 때 주의해야 할 사항]

1. 메서드에 static과 abstract를 함께 사용할 수 없다 : static 메서드는 몸통이 있는 메서드에만 사용할 수 있기 때문이다.
2. 클래스에 abstract와 final을 동시에 사용할 수 없다 : 클래스에 사용되는 final은 클래스를 확장할 수 없다는 의미이고 abstract는 상속을 통해서 완성되어야 한다는 의미이므로 서로 모순되기 때문이다.
3. abstract매서드의 접근 제어자가 private일 수 없다 : abstract메서드는 자손클래스에서 구현해주어야 하는데 접근 제어자가 private이면, 자손 클래스에서 접근할 수 없기 때문이다.
4. 메서드에 private과 final을 같이 사용할 필요는 없다 : 접근 제어자가 private인 메서드는 오버라이딩될 수 없기 때문이다. 이 둘 중 하나만 사용해도 의미가 충분하다.