[Java] 추상클래스와 인터페이스

 

 

 

📚 참고한 책

 

: 출처 예스24 홈페이지

 

 

 

- 기본적인 개념을 정리하고 추가적으로 궁금한 것들을 정리했습니다 -

 

 

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✔️   추상클래스_ 395p

 

• 추상클래스

: 메서드 본채가 완성되지 않은 미완성 메서드로, 메서드의 기능을 정의하는 중괄호 자체가 없으며 명령어의 끝을 알리는 세미클론으로 끝난다.

abstract class A {
    abstract void abc();    
    void bcd() {
    }
}

추상 메서드를 1개 이상 포함하고 있는 클래스는 반드시 추상 클래스로 정의해야한다. 일반적으로 추상 클래스는 메서드의 기능이 정의되어 있지 않는 미완성 메서드인 중괄호가 없는 형태의 메서드가 1개 이상 존재한다는 의미이다. 추상 클래스의 형식은 class 키워드 앞에 abstract를 붙여 표현한다.

추상 클래스의 주의해야할 점은, 중괄호의 여부이다. 만일 중괄호가 있는 상태로 코드를 완성하면 그 메서드는 '아무런 기능을 하지 않는 완성된 메서드'라고 기능을 명확히 정의하게 된다.

추상 클래스는 내부의 미완성 메서드를 지니고 있기 때문에 객체를 직접 생성할 수 없다. 그 이유는 힙 메모리의 특성 때문이다. 힙 메모리는 값이 비어있는 필드를 저장할 수 없는 특성을 지녔는데, 이로 인해 미완성된 메서드를 가진 추상 클래스는 A a = new A( )와 같이 생성자 호출 자체를 할 수 없다.

 

 

 

• 추상 클래스 객체 생성하는 방법 : 1. 추상 클래스를 상속한 일반 클래스

abstract class A {
	abstract void abc();
}

class B extends A {
	void aaa() {
    	System.out.println("자식 클래스로 추상 클래스 이용하기");
    }
}

public class AbstractClass_1 {
	public static void main(String[] args) {
    	A b1 = new B();
        A b2 = new B();
        
        b1.aaa();
        b2.aaa();
    }
}

B는 추상 클래스를 상속했다. B가 일반 클래스로 역할을 하고 싶다면, 추상 클래스를 상속했기에 추상 메서드의 구체적으로 어떤 역할을 할 것인지 정의해야한다. 만약 객체를 여러개 만들어야하는 상황이라면 위의 코드와 같이 자식 클래스를 직접 정의하는 것이 더 적절한다.

 

 

 

• 추상 클래스 객체 생성하는 방법 : 2. 이너클래스 

abstract class A {
    abstract void abc();
}

public class AbstractClass {
    public static main(String[] args) {
    
        A a1 = new A();
            void abc() {
                System.out.println("이너클래스로 이용하기");
            }
        };
                  
        a1.aaa();
}

이너클래스를 이용하는 것은, A( )는 컴파일러가 클래스 A를 상속받아 aaa( ) 메서드를 오버라이딩한 익명 클래스의 생성자를 호출하는 것이다. 이 경우 클래스 A의 생성자를 호출하는 것이 아니다. 익명 이너 클래스를 활용한 장점으로는 코드가 간결해 보인다는 점이 있지만, 상속한 경우와 달리 객체를 여러개 만들기엔 적합하지 않다. 

 

 

 

 

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✔️   인터페이스_ 402p

 

• 인터페이스

: 서로 다른 시스템이나 장치, 또는 사용자 간의 정보 교환을 위한 접점이나 경계면

interface abc {
    public static final int a = 1;
    public abstract void abc();
}

인터페이스 내부의 모든 필드는 public static final로 정의되어있고, static과 default 메서드 이외의 모든 메서드는 public abstract로 정의되어있다. 클래스는 class라고 이름 앞에 붙여주었다면, 인터페이스는 interface임을 이름 앞에 명시한다. 제어자를 명시적으로 적지 않았어도 public static final과 public abstract는 자동으로 추가된다.

 

Q. 인터페이스 내 필드에 static과 final을 붙이는 이유는?

A. 인터페이스는 기능의 약속을 정의하는 곳으로 "어떤 기능을 제공하겠다."라는 메서드 이름과 규약만 가지고 있다. 인터페이스는 행위에 대한 약속만 하지, 변수에 대해서는 기본적으로 정의하지 않기 때문에 인터페이스 내의 변수는 기본적으로 변하지 않는 상수여야만 한다. 여기서 static은 클래스(인터페이스) 자체에 붙어있는 것으로 객체 생성 없이 접근 가능하며, final은 한 번 정의한 값은 변경되지 않는 특성을 부여해준다.
인터페이스는 인스턴스를 만들 수 없기 때문에 변수에 static을 붙여 인터페이스 내에 저장되도록 하여 접근가능하게 만들고, 인터페이스는 메서드를 관리하는 곳이기 때문에 변경되는 변수에 의해 메서드의 변동이 생기는 것을 방지해야함으로 final을 붙인다.

 

 

Q. 인터페이스와 추상 클래스의 차이점은 무엇이며 어떤 상황에 맞춰 써야하는가?

A. 인터페이스는 메서드의 이름만 정의해두는 곳이다. 인터페이스를 상속받은 클래스에서 구체화가 이루어져 정확히 이 메서드가 어떤 기능을 가지는지 정의한다. 추상 클래스는 추상화가 들어있는 클래스라고 생각하면 된다. 일반 변수, 상수 모두 정의할 수 있으며 공통 기능과 약속된 기능도 함께 있다. 접근제어자도 자유롭게 지정가능하다.
인터페이스는 다양한 클래스들이 공통 없이 제각각 동작하는 경우 사용한다. 혹은 다중 구현이 필요하거나 특정 역할로 나눌 때 사용한다. 추상 클래스의 경우 기본 형태는 유지하면서 세부적인 동작을 다르게 하고 싶을 때 사용한다. 같은 타입끼리 묶고 공통 코드를 재사용한다고 생각하면 된다.

 

 

 

• 인터페이스의 상속

class ABC extends myClass implements myInterface1, MyInterface2 {

}

인터페이스는 미완성 메서드를 완성하기 때문에 상속하는 의미인 extends가 아닌 구현하는 의미인 implements를 사용한다. 그래서 인터페이스에 정의된 메서드는 자식 클래스에서 모두 구현되어야 제대로 작동된다.

1. 한 클래스는 인터페이스를 다중 상속 가능하다.
클래스는 두 부모 클래스에 동일한 이름의 필드 혹은 메서드가 존재하면 어느 부모 클래스의 필드(메서드)를 가져올지 혼동하여 오류가 발생하게 되고 그것을 막고자 클래스는 다른 클래스를 다중 상속하는 것을 막고 있다. 하지만 인터페이스를 다중 상속하는 것은 가능하다. 왜냐하면 모든 필드가 public static final로 정의되어 각 인터페이스 내에 존재하기 때문에 저장 공간이 겹치지 않기 때문이다. 메서드의 경우 어차피 자식 클래스에서 완성되기 때문에 문제되는 부분이 없다.

2. 한 클래스는 하나의 클래스와 여러 인터페이스를 동시에 상속할 수 있다.
클래스만 다중 상속하지 않는다면 문제될 건 없다. 다만 상속할 경우 순서에 유의해야한다. 반드시 처음에 클래스 먼저 상속해주고 그 다음 인터페이스를 상속해야한다.

3. 인터페이스는 인터페이스를 상속할 수 있다.
인터페이스는 인터페이스를 상속할 수 있지만 이때 implements가 아닌 extends로 상속해야한다. 예시를 들어보자면 interface myInterface1 extends myInterface2의 형식이 될 것이다.

4. 인터페이스는 클래스를 상속하지 않는다.
인터페이스는 완성되지 않은 테두리만 있는 메서드를 가진다. 그런데 완성된 메서드를 지닌 클래스를 상속하게 된다면 인터페이스의 의미가 사라지게 되니 클래스는 인터페이스에 상속되지 못한다.

5. 모든 자식 클래스의 구현 메서드는 public만 가능하다.
하위 클래스에 오버라이딩이 수행될 때 접근 지정자는 부모 메서드의 접근 지정자와 접근 범위가 같거나 커야 한다. 인터페이스의 모든 필드와 메서드는 public으로 강제되어있어서 인터페이스를 상속받는 모든 자식 클래스는 public 접근 지정자만 가져야한다.

인터페이스의 객체 생성 방법은 추상 클래스와 동일하다.

 

 

 

• 인터페이스의 디폴트 메서드

interface myInterface {
    public default void myMethod {
    
    }
}

myInterface가 여러 클래스에 상속되어 사용되고 있다고 가정하자. 무수히 많은 클래스에 사용되고 있는 와중에 인터페이스 내에 새로운 메서드가 추가된다면? myInterface를 상속하고 있는 모든 클래스에 오류가 발생할 것이다. 그 이유는 인터페이스에 정의된 메서드는 상속한 클래스에서 모두 구현되어야하는데, 새로 추가된 메서드는 모든 클래스에 구현되지 않아서 오류가 발생했다. 이런 문제점을 해결하고자 추가된 것이 default 메서드이다. 디폴트 메서드는 인터페이스 내부에 완성된 메서드를 삽입하여 자식 클래스에서 이 메서드를 반드시 오버라이딩 하지 않아도 되는 것이다. 

 

 

 

• 인터페이스의 super

interface myInterface {
    default void myMethod(){
        System.out.println("MyInterface의 메서드 출력");
     }
}

class myClass implements myInterface {
    @Override
    public void myMethod(){
        myInterface.super.myMethod();
        System.out.println("myClass의 메서드 출력");
    }
}

myClass.myMethod( );를 호출한다면, super로 인해 인터페이스의 메서드가 호출된 후 그 다음에 클래스의 메서드가 호출될 것이다. super를 클래스에 사용할 땐, 그냥 메서드명 앞에 super.을 붙이면 됐는데 인터페이스의 경우 인터페이스명.super.메서드명을 붙였다는 차이가 있다. 아마 그 이유는 인터페이스는 다중 상속이 가능하기 때문에, 어떤 인터페이스의 메서드를 방문할 것인지 정확하게 적어야하는 듯 하다.

 

 

 

• 인터페이스의 static

interface MyInterface {
    static void greet() {
        System.out.println("Hello from Interface!");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyInterface.greet(); 
    }
}

인터페이스에 static 메서드를 사용할 수 있는데, 이런 경우 Main 클래스에 보이는 것과 같이 객체를 생성하지 않고 바로 인터페이스의 greet 메서드를 호출할 수 있게 됐다. 이렇게 되면 오버라이딩 신경쓸 것 없이 독립적으로 존재 가능하며, static 메서드를 외부로 빼지 않아도 되어 개발자 입장에선 좀 더 편리해진다.