우주먼지
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Published 2022. 9. 7. 11:35
객체지향 프로그래밍 2 (다형성 & 추상화) Languages/Java

💡 다형성

 

  • 한 타입의 참조변수를 통해 여러타입의 객체를 참조할 수 있도록 만든 것
  • 상위 클래스 타입의 참조변수를 통해서 하위 클래스의 객체를 참조할 수 있도록 허용한 것

 

ex) Friend girlfriend = new GirlFriend();  객체 타입과 참조변수 타입 불일치

//참조변수의 다형성 예시

class Friend {
    public void friendInfo() {
        System.out.println("나는 당신의 친구입니다.");
    }
}

class BoyFriend extends Friend {
   
    public void friendInfo() {
        System.out.println("나는 당신의 남자친구입니다.");
    }
}

class GirlFriend extends Friend {
    
    public void friendInfo() {
        System.out.println("나는 당신의 여자친구입니다.");
    }
}

public class FriendTest {

    public static void main(String[] args) {
        Friend friend = new Friend(); // 객체 타입과 참조변수 타입의 일치
        BoyFriend boyfriend = new BoyFriend();
        Friend girlfriend = new GirlFriend(); // 객체 타입과 참조변수 타입의 불일치

        friend.friendInfo();
        boyfriend.friendInfo();
        girlfriend.friendInfo();
    }
}

 

ex) GirlFriend friend1 = new Friend();  ↑ 의 반대로 상위클래스는 하위클래스 타입의 객체 참조 불가능

public class FriendTest {

    public static void main(String[] args) {
        Friend friend = new Friend(); // 객체 타입과 참조변수 타입의 일치 -> 가능
        BoyFriend boyfriend = new BoyFriend();
        Friend girlfriend = new GirlFriend(); // 객체 타입과 참조변수 타입의 불일치 -> 가능
	//  GirlFriend friend1 = new Friend(); -> 하위클래스 타입으로 상위클래스 객체 참조 -> 불가능

        friend.friendInfo();
        boyfriend.friendInfo();
        girlfriend.friendInfo();
    }
}

 

참조변수의 타입 변환 3가지 조건

  • 서로 상속관계인 상위 - 하위 클래스 사이에만 타입 변환 가능
  • 하위 클래스에서 상위클래스 타입으로 타입변환(업캐스팅)은 형변환 연산자()를 생락할 수 있음
  • 반대로 상위 - 하위클래스 타입으로 변환(다운캐스팅)은 형변환 연산자() 필수 명시

참조변수의 타입 변환 = 사용할 수 있는 멤버의 개수 조절

public class VehicleTest {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car();
        Vehicle vehicle = (Vehicle) car; // 상위 클래스 Vehicle 타입으로 변환(생략 가능)
        Car car2 = (Car) vehicle; // 하위 클래스 Car타입으로 변환(생략 불가능)
        MotorBike motorBike = (MotorBike) car; // 상속관계가 아니므로 타입 변환 불가 -> 에러발생
    }
}

class Vehicle {
    String model;
    String color;
    int wheels;

    void startEngine() {
        System.out.println("시동 걸기");
    }

    void accelerate() {
        System.out.println("속도 올리기");
    }

    void brake() {
        System.out.println("브레이크!");
    }
}

class Car extends Vehicle {
    void giveRide() {
        System.out.println("다른 사람 태우기");
    }
}

class MotorBike extends Vehicle {
    void performance() {
        System.out.println("묘기 부리기");
    }
}

instanceof 연산자

  • 캐스팅이 가능한 지 여부를 boolean 타입으로 확인
  • 참조변수 instanceof 타입  을 입력했을때 리턴 값이 true가 나오면 타입 변환 가능
public class InstanceOfExample {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal();
        System.out.println(animal instanceof Object); //true
        System.out.println(animal instanceof Animal); //true
        System.out.println(animal instanceof Bat); //false

        Animal cat = new Cat();
        System.out.println(cat instanceof Object); //true
        System.out.println(cat instanceof Animal); //true
        System.out.println(cat instanceof Cat); //true
        System.out.println(cat instanceof Bat); //false
    }
}

class Animal {};
class Bat extends Animal{};
class Cat extends Animal{};

다형성의 활용 예시

class Coffee {
    int price;

    public Coffee(int price) {
    	this.price = price;
    }
}

class Americano extends Coffee {};
class CaffeLatte extends Coffee {};

class Customer {
    int money = 50000;
    
	void buyCoffee(Americano americano) { // 아메리카노 구입
		money = money - americano.price;
	}

	void buyCoffee(CaffeLatte caffeLatte) { // 카페라테 구입
		money = money - caffeLatte.price;
	}
}

위의 코드에서 Customer 의 기능이 현재는 2가지 지만 종류가 많다면 코드가 복잡해질 것이다.

이때 다형성을 활용하여 아래와 같이 수정할 수 있다.

void buyCoffee(Coffee coffee) { // 매개변수의 다형성
        money = money - coffee.price;
    }

 

전체적인 흐름을 다시 보자

package package2;

public class PolymorphismEx {
  public static void main(String[] args) {
    Customer customer = new Customer();
    customer.buyCoffee(new Americano());
    customer.buyCoffee(new CaffeLatte());

    System.out.println("현재 잔액은 " + customer.money + "원 입니다.");
  }
}

class Coffee {
  int price;

  public Coffee(int price) {
    this.price = price;
  }
}

class Americano extends Coffee {
  public Americano() {
    super(4000); // 상위 클래스 Coffee의 생성자를 호출
  }

  public String toString() {return "아메리카노";}; //Object클래스 toString()메서드 오버라이딩
};

class CaffeLatte extends Coffee {
  public CaffeLatte() {
    super(5000);
  }

  public String toString() {return "카페라떼";};
};

class Customer {
  int money = 50000;

  void buyCoffee(Coffee coffee) {
    if (money < coffee.price) { // 물건 가격보다 돈이 없는 경우
      System.out.println("잔액이 부족합니다.");
      return;
    }
    money = money - coffee.price; // 가진 돈 - 커피 가격
    System.out.println(coffee + "를 구입했습니다.");
  }
}

 

💡 추상화

  • 사물이나 표상을 어떤 성질,공통성, 본질의 형태를 추출하는것
  • 기존 클래스간 공통적인 속성을 찾아내서 상위의 클래스을 만드는 작업
  • 공통적인 속성,기능을 모아 하위클래스 & 상위클래스를 정의 가능

이동수단의 공통적인 부분을 Vehicle 클래스로 정의

abstract

기타제어자 중 제일 많이 쓰이는 제어자

  • 자바에서에 의미는 '미완성' 이라는 의미를 가짐
  • 메소드 앞에 붙을경우 '추상메소드', 클래스 앞에 붙을경우 '추상클래스' 라고 불림
  • 어떤 클래스에 추상메소드가 포함되어있으면 그 클래스는 자동으로 추상클래스가 됨
abstract class AbstractExample { // 추상 메서드가 최소 하나 이상 포함돼있는 추상 클래스
	abstract void start(); // 메서드 바디가 없는 추상메서드
}

 

abstract class

  • 메소드 바디가 선언되어있지 않은 추상 메소드를 포함하는 '미완성 설계도'
  • 미완성된 구조를 가지고 있기에 객체 생성이 불가능하다
  • 그럼 왜 사용할까? 상속 관계에 있어서 새로운 클래스를 작성하는데 매우 유용함
abstract class Animal {
	public String kind;
	public abstract void sound();
}

class Dog extends Animal { // Animal 클래스로부터 상속
	public Dog() {
		this.kind = "포유류";
	}

	public void sound() { // 메서드 오버라이딩 -> 구현부 완성
		System.out.println("멍멍");
	}
}

class Cat extends Animal { // Animal 클래스로부터 상속
	public Cat() {
		this.kind = "포유류";
	}

	public void sound() { // 메서드 오버라이딩 -> 구현부 완성
		System.out.println("야옹");
	}
}

class DogExample {       
    public static void main(String[] args) throws Exception {
       Animal dog = new Dog();
       dog.sound();

       Cat cat = new Cat();
       cat.sound();
    }
 }

공통적인 특성을 추상클래스에 선언한 후, 상속된 하위클래스에서 오버라이딩을 통해 구체적인 내용 선언

상층부에 가까울수록 추상화 , 하층부에 가까울수록 구체화 되는 특성이 있음

final

  • 필드,지역변수,클래스 앞에 위치하며 위치에 따라 의미가 조금씩 달라짐

공통적으로 변경 & 확장이 불가능

final class FinalEx { // 확장/상속 불가능한 클래스
	final int x = 1; // 변경되지 않는 상수

	final int getNum() { // 오버라이딩 불가한 메서드
		final int localVar = x; // 상수
		return x;
	}
}

인터페이스

추상 메소드의 집합

 

  • 추상화를 구현하는데 활용되며, 추상클래스에 비해 더 높은 추상성을 가짐
  • 추상 메소드와 상수'만'을 멤버로 가질 수 있음

 

기본 구조

  • 내부의 모든 필드가 public static final로 정의됨 (생략가능)
  • static,default 이외의 모든 메소드가 public abstract로 정의됨 (생략가능)
public interface InterfaceEx {
    public static final int rock =  1; // 인터페이스 인스턴스 변수 정의
    final int scissors = 2; // public static 생략
    static int paper = 3; // public & final 생략

    public abstract String getPlayingNum();
		void call() //public abstract 생략 
}

상수 = public static final  /  메소드 = public abstract

인터페이스의 구현

implements 키워드

  • 추상클래스와 마찬가지로 인스턴스 생성 X , 메소드 바디를 정의하는 클래스를 따로 작성해야함
class 클래스명 implements 인터페이스명 {
		... // 인터페이스에 정의된 모든 추상메서드 구현
}

특정 인터페이스를 구현한 클래스는 해당 인터페이스에 정의된 모든 추상메소드를 구현해야함

어떤 클래스가 특정 인터페이스를 구현한다는건
그 클래스에게 인터페이스의 추상 메소드를 반드가 구현하도록 강제하며,

모든 추상메소드들을 해당 클래스 내에서 오버라이딩하여 바디를 완성한다 는의미를 가짐

인터페이스 다중 구현

  • 클래스간에는 다중상속이 허용되지 않지만 인터페이스는 다중적 구현이 가능함
  • 즉, 하나의 클래스가 여러개의 인터페이스 구현 가능, but 인터페이스 끼리만 상속이 가능하고 Object와의 관계가 없음
class ExampleClass implements ExampleInterface1, ExampleInterface2, ExampleInterface3 { 
				... 생략 ...
}
interface Animal { // 인터페이스 선언. public abstract 생략 가능.
	public abstract void cry();
} 

interface Pet {
	void play();
}

class Dog implements Animal, Pet { // Animal과 Pet 인터페이스 다중 구현
    public void cry(){ // 메서드 오버라이딩
        System.out.println("멍멍!"); 
    }

    public void play(){ // 메서드 오버라이딩
        System.out.println("원반 던지기");
    }
}

class Cat implements Animal, Pet { // Animal과 Pet 인터페이스 다중 구현
    public void cry(){
        System.out.println("야옹~!");
    }

    public void play(){
        System.out.println("쥐 잡기");
    }
}

public class MultiInheritance {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        Cat cat = new Cat();

        dog.cry();
        dog.play();
        cat.cry();
        cat.play();
    }
}

// 출력값
멍멍!
원반 던지기
야옹~!
쥐 잡기

 

 

 

 

 

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