상속과 다형성

(1)

상속과 다형성

(2)

단원 06 상속과 다형성

❖ 객체지향의 특징인 상속에 대해 이해하고 프로그래밍에 활용할 수 있다.

▪

• 클래스 간의 상속 관계를 구현

▪

• 키워드 this와 super,

▪

• 상위 생성자의 호출 super()

▪

• 접근 지정자 public protected default private의 활용

❖ 객체지향의 특징인 다형성에 대해 이해하고 프로그래밍에 활용할 수 있다.

▪

• 참조형에서 변환 연산인 업 캐스팅과 다운 캐스팅

▪

• 객체 확인 연산자 instanceof

▪

• 하위 클래스에서 상위 클래스의 메소드를 재정의하는 메소드 오버라이딩의 이해

▪

• 메소드 오버라이딩의 동적 바인딩 이해

❖ 추상 클래스와 인터페이스를 이해하고 프로그래밍에 활용할 수 있다.

▪

• 추상 클래스의 의미와 구현

▪

• 추상 메소드의 필요성과 구현

▪

• 인터페이스의 의미와 구현

▪

• 인터페이스의 필요성과 구현

2

(3)

단원 06 상속과 다형성 ³

1. 상속

(4)

상속과 개념과 사례

❖ 상속(inheritance)

▪

하위 클래스는 상위 클래스의 특징인 필드와 메소드를 그대로 물려받을 수 있는 특 성

▪

차량, 자전거, 자동차, 기차를 클래스로 표현

•

이들 클래스 간의 계층 구조에서 상속이라는 특징을 파악

•

하위인 자전거와 자동차 그리고 기차는 상위인 차량이라는 특성을 모두 물려 받을 수 있 음

4

(5)

키워드 extends(1)

❖ [A 는 B이다]는 [이다 관계(is-a relationship)]가 성립

▪ B는 상위클래스, A는 하위 클래스 관계로 규정

▪

하위 클래스는 상위 클래스의 필드와 메소드를 상속받을 수 있는 특징

❖ 즉 [자동차는 차량이다]가 성립

▪

차량에 정의될 수 있는 필드와 메소드는 모두 자동차에서 상속받을 수 있음

▪

상위 클래스

•

슈퍼super 클래스 또는 부모parent 클래스, 기본base 클래스

▪

하위 클래스

•

서브sub 클래스 또는 자식child 클래스, 유도derived 클래스

5

(6)

키워드 extends(2)

❖ 하위_클래스이름 extends 상위_클래스이름

▪

모든 클래스의 최상위는 Object라는 클래스

6

(7)

상위 클래스의 필드와 메소드를 상속

❖ 하위 클래스

▪

상위 클래스의 멤버인 필드와 메소드를 다시 구현 없이 사용

7

(8)

실습예제 6-1, 6-2

❖ 차량을 위한 클래스

❖ 차량의 하위 클래스인 자동 차를 위한 클래스

8

(9)

자기 자신과 상위 객체의 구분

❖ this 와 super

▪

this는 객체 자신을 의미하는 키워드

▪

마찬가지로 super는 상위 객체를 의미하는 키워드

9

(10)

실습예제 6-3

❖ 차량의 하위 클래스인 자동차를 위한 클래스

10

(11)

상위 생성자 호출

❖ 생성자 구현 첫 줄에서의 super( )

▪

super()는 상위 클래스의 기본 생성자를 호출하는 문장

▪

생성자의 첫 줄에서

•

상위 생성자를 호출하는 super() 또는 super(…)를 명시적으로 호출하지 않는다면

•

첫 줄에서 무조건 자동으로 super()를 호출

▪

자동으로 사용되는 기본 생성자의 첫 줄은 무조건 super()를 호출

11

(12)

상위 객체가 먼저 생성

❖ 생성자 호출에 의해 객체가 생성될 때

▪

항상 상위 객체를 위한 필드와 메소드가 먼저 생성된 후

•

하위 객체가 생성

12

(13)

상위 클래스에서 기본 생성자 구현의 중요성

13

❖ 사용자가 직접 구현하는 생성 자에서 첫 줄

▪

상위 생성자의 호출인 super() 또는 super(인자) 가 아니면

▪

자동으로 기본 생성자 super()를 호출

▪

이 때 상위 클래스에서 기본 생성자를 사용할 수 없다면 문법 오류가 발생

(14)

상위 클래스에서 기본 생성자가 없는 경우의 문제

❖ 다음 Vehicle과 같이 인자가 있는 생성자를 구현한다면

▪

더 이상 기본 생성자는 구현 없이 자동으로 사용 불가능

▪

하위 클래스 생성자 구현에서 super()를 사용한다면 문법 오류가 발생

14

(15)

실습예제 6-4, 6-4

❖ 생성자를 구현한 차량 클래스

❖ 자동차를 위한 생성자의 구현과 객체 의 생성

15

(16)

클래스 접근 지정자

❖ 클래스 접근 지정자는 public과 [default] 방식

▪

키워드 public을 사용한 클래스

•

다른 모든 클래스에서 사용 가능

▪

접근 지정자를 아무것도 기술하지 않은 default 클래스

•

동일한 패키지의 다른 클래스에서만 사용 가능

•

그러므로 default 클래스는 package 클래스라고도 부름

16

(17)

필드와 메소드 접근 지정자

❖ public, protected 

[default], private 4 가지 종류

17

(18)

실습예제 6-6

❖ 은행계좌를 추상화한 상위 클래스

18

(19)

실습예제 6-7

❖ 저축계좌를 표현한 클래스

19

(20)

실습예제 6-8

❖ 동일한 패키지에서 SavingAccount의 사용

20

(21)

실습예제 6-9

❖ 다른 패키지의 Account를 상위로 하는 하위 클래스

21

(22)

실습예제 6-10

❖ 다른 패키지에서

SavingAccount 를 사용하는 클 래스 CheckTest

22

(23)

단원 06 상속과 다형성 ²³

2. 다형성

(24)

클래스 Person

❖ 학교의 교직원과 학생 정보를 표현하기 위한 계층도

24

(25)

실습예제 6-12, 6-13

❖ 교직원과 직원 클래스

25

(26)

하위 객체를 상위 클래스형 변수에 대입

❖ 업 캐스팅

▪

하위 객체는 상위 클래스형 변수에 대입이 가능, 상위로의 자료형 변환

•

업 캐스팅은 하위인 교직원은 상위인 사람이라는 개념이 성립

❖ 업 캐스팅의 제약

▪

업 캐스팅된 변수로는 하위 객체의 멤버를 참조할 수 없는 제약

• Faculty 형 변수 ^f로는 접근 지정자만 허용하면 모든 멤버를 접근 가능

• Person 형 변수 ^p로는 ^Person의 멤버인 ^name과 ^number만 접근이 가능

26

(27)

실습예제 6-14

❖ 참조형의 형 넓히기 변환

27

(28)

상위 객체를 하위 클래스형 변수에 대입

❖ 다운 캐스팅

▪

상위 클래스 형을 하위 클래스 형으로 변환

▪

다운 캐스팅은 반드시 명시적인 형변환 연산자 (하위 클래스)가 필요

•

만일 형변환 연산자가 없으면 컴파일 시간에 오류 발생

28

(29)

다운 캐스팅의 실행 오류

❖ 컴파일 시간

▪

상속 관계만 성립하면 다운 캐스팅은 가능

❖ 실행 시간

▪

실제 객체가 할당되지 않았다면 실행 시간에 오류가 발생

29

(30)

객체 확인 연산자

❖ 연산자 instanceof

30

(31)

오버라이딩

❖ 메소드 오버라이딩(method overriding) 정의

▪

상위 클래스의 동일한 메소드를 하위 클래스에서 다시 정의하는 것

•

메소드 재정의(method redefinition)

•

또는 메소드 대체(method replacement) 라고도 표현

❖ 메소드 오버라이딩의 목적

▪

상위 클래스에서 이미 정의한 메소드를

•

다시 수정하지 않고 하위 클래스에서 좀 더 보완 수정하거나 완전히 새로운 것으로 대체하 기 위한 방법

31

(32)

오버라이딩 조건

❖ 조건

▪

❶ 메소드의 반환 값과 메소드 이름, 매개변수는 반드시 같아야 함

▪

❷ 접근 지정자는 하위 클래스의 메소드가 보다 공개적

•

상위 클래스의 메소드가 public이면

– 오버라이딩되는 메소드는 public만 가능

•

상위 메소드가 protected이면

– 하위 메소드는 public과 protected만 가능

•

상위 메소드가 default이면

– 하위 메소드는 public과 protected, default만 가능

▪

❸ 메소드 수정자가 final, private인 메소드는 오버라이딩될 수 없음

32

(33)

메소드 오버라이딩 예

33

(34)

키워드 final

❖ 클래스 앞의 final

▪

클래스가 더 이상 상속되지 못한다는 의미의 키워드

❖ 메소드 반환형 앞의 지정자 final

▪

더 이상 하위 클래스에서 메소드 오버라이딩이 허용되지 않도록 지정하는 키워드

34

(35)

동적 바인딩

❖ 오버라이딩 메소드 호출

▪

가장 하위 객체의 메소드 실행

35

(36)

실습예제 6-21

❖ 메소드 재정의를 알아보는 예제

36

(37)

메소드 오버로딩

❖ 이름이 같으며 인자가 다른 여러 메소드 구현

▪

하나의 클래스 또는 상속 관계에 있는 클래스 내부에서

•

인자가 다르나 이름이 같은 메소드가 여러 개 정의될 수 있는 특징

37

(38)

단원 06 상속과 다형성 ³⁸

3. 추상클래스와 인터페이스

(39)

추상 클래스(1)

❖ 추상 클래스(abstract class)의 의미

▪

클래스 계층구조에서 상위에 위치, 하위 클래스를 대표하는 클래스

▪

추상의 의미대로 “구체적”이지 않은 클래스

•

보다 구체적인 하위 클래스를 대표하는 클래스

❖ 다른 일반 클래스와 구별되는 특징

▪

① 추상 클래스는 직접 객체화(instantiation)될 수 없다.

•

즉 생성자를 사용하여 객체를 생성할 수 없다.

▪

② 추상 클래스는 다른 클래스에 의하여 상속되어야 한다.

•

즉 하위 클래스가 없는 추상클래스는 의미가 없다.

▪

③ 추상 클래스는 하위 클래스가 있어야 하므로

•

추상 클래스 구현 시 클래스 앞에 키워드 final이 올 수 없다.

39

(40)

추상 클래스(2)

❖ 키워드 abstract

40

(41)

추상 클래스 내부의 추상 메소드

❖ 추상 메소드

▪

메소드 몸체가 없는 메소드

▪

추상 메소드 정의 시 반환형 앞에 키워드 abstract를 기술하고

•

메소드 몸체 구현 없이 바로 세미콜론을 삽입

▪

추상 메소드는 private와 final이 사용될 수 없음

❖ 추상 클래스

▪

적어도 하나 이상의 추상 메소드를 가진 클래스는 반드시 추상이어야 함

▪

키워드 final 이용 불가능

41

(42)

하위 클래스에서 추상 메소드의 구현

42

(43)

실습예제 6-24

❖ 추상 클래스 Shape 구현

43

(44)

실습예제 6-25, 26

❖ Circle.java

▪

원을 표현한 클래스로 상위 클래스 Shape의 추상 메소드 draw( )를 구현

❖ Rectangle.java

▪

사각형을 표현한 클래스로 상위 클래스 Shape의 추상 메소드 draw( )를 구현

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package inheritance.abstratinterface;

public class Circle extends Shape { double radius;

public Circle(double x, double y, double radius) {

super(x, y);

this.radius = radius;

}

public void draw() { super.drawCenter();

System.out.printf("반지름: %f, ", radius);

System.out.printf("원 면적: %f\n", radius*radius*Math.PI);

} }

package inheritance.abstratinterface;

(45)

실습예제 6-27

❖ 추상 클래스 Shape 형의 변수로 객체의 추상 메소드 호출

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(46)

인터페이스의 의미와 정의

❖ IT 에서 인터페이스

▪

인터페이스는 컴퓨터와 다른 주변기기를 연결하는 표준을 의미

❖ 자바에서 인터페이스

▪

해야 할 작업의 구체적 구현 없이 기능만 선언한 클래스

▪

하위 클래스가 수행해야 하는 메소드와 필요한 상수만을 미리 추상적으로 정의해 놓은 특별한 클래스

▪

인터페이스는 다중 상속(multiple inheritance)을 지원

•

자바의 일반 클래스는 다중 상속을 지원하지 않음

▪

키워드 interface

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(47)

인터페이스 상속

❖ 키워드 extends

▪

인터페이스들 간의 상속

▪

다중 상속인 경우 상위 인터페이스 여러 개를 쉼표로 구분하여 나열

❖ 키워드 implements

▪

인터페이스를 상속받는 하위 클래스를 정의할 때는 사용

❖ 인터페이스를 상속받는 클래스

▪

상위 인터페이스에서 정의한 모든 추상 메소드를 구현

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(48)

인터페이스 설계

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(49)

(50)

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