Week6(상속)

상속이란?

• 부모 클래스에서 만들어진 필드와 메소드를 자식 클래스가 물려받아서 사용가능 하게 되는 것이다.

• 객체지향적으로는 부모의 특성을 자식이 물려받는 것

• 상속을 통해서 코드의 중복을 제거하고 클래스를 간결하게 구현할 수 있게 된다.

• 장점

  • 클래스의 간결화 - 멤버의 중복 작성 불필요

  • 클래스 관리 용이 - 클래스들의 계층적 분류

  • 소프트웨어의 생산성 향상 - 클래스 재사용과 확장 용이

• • 위 그림을 보게되면 student클래스와 teacher클래스는 person이라는 클래스를 상속했기 때문에 body라는 변수, eat()함수, walk()함수를 공통적으로 사용할 수 있다.

  • person이라는 함수를 따로 선언하고 상속받지 않았다면 student클래스와 teacher클래스에서 따로 공통된 변수와 메소드를 선언해줘야하고 이는 새로운 사람타입의 클래스를 생성할 때도 따로 새로운 함수에서 선언해줘야하는 불편함이 있다. => 코드 중복을 제거하고 코드를 간결하게 구현가능, 클래스의 재사용이 쉬워지고 클래스의 확장 또한 용이해진다.

• public class Person {
      int body;
      void eat(){ System.out.println("Eating"); }
      void walk(){ System.out.println("Walking"); }
  }
  
  //extends키워드를 사용해서 상속을 구현한다
  class Student extends Person{
      void study(){
          System.out.println("Do Study!");
      }
  }
  
  class Teacher extends Person {
      void teach(){ System.out.println("Do Teach!"); }
  }
  
  public class Main {
      public static void main(String[] args) {
          Person p = new Person();
          p.eat();p.walk();
  
          //student은 person클래스를 상속받는 클래스이기 때문에 eat, walk함수를 사용할 수 있다.
          Student s = new Student();
          s.eat();s.walk();s.study();
  
          //teacher은 person클래스를 상속받는 클래스이기 때문에 eat, walk함수를 사용할 수 있다.
          Teacher t = new Teacher();
          t.eat();t.walk();t.teach();
  
      }
  }

자바 상속의 특징

• 자바 상속의 특징

  • 자바에서는 클래스의 다중 상속을 지원하지 않는다.

    • 클래스를 여러 개 상속받는 다중 상속을 지원하지 않는다.

    • 상속의키워드인 extends뒤에는 단 하나의 클래스명을 지정할 수 있다.

  • 자바에서는 상속의 횟수에 제한을 두지 않는다.

  • 자바에서 계층 구조의 최상위에 java.lang.Object 클래스가 있다.

    • 자바에서 모든 클래스는 Object클래스를 자동으로 상속받도록 컴파일된다.

    • 만약 클래스2이 클래스1를 상속받는다고 했을때 컴파일시 클래스1을 상속받은 다음 컴파일이 끝나면 Object을 상속받는다.

    • Object 클래스는 유일하게 슈퍼클래스를 가지지 않는 클래스이다.

super 키워드

• 만약 오버라이딩을 한 뒤, 해당 메소드를 호출하게되면 오버라이딩한 메소드가 불리워지게 된다 => 밑에서 다시 자세하게 알아본다

• 위의 경우, 부모클래스의 원형 메소드를 호출할 때 사용하는 키워드가 super이게 된다.

• super키워드를 이용한다면 정적 바인딩을 통해서 슈퍼 클래스의 멤버에 접근할 수 있게 된다.

• super.멤버 / super.메소드

• this vs super

  • this와 super는 모두 레퍼런스로써

    • this로는 현재 객체의 모든 멤버에 접근하게 되고, this.객체 내의 멤버 이렇게 사용한다.

    • super는 현재 객체 내에 있는 슈퍼 클래스 멤버를 접근하게 되고, super.객체내의 슈퍼클래스의 멤버 이렇게 사용한다.

+++super()에 대해서+++

• 부모클래스에서 접근지정자를 지정해서 자식에서 접근을 제한할 수 있다.

  • (접근 지정자 : 저번주에도 정리를 해봤다.)

  • public : 클래스내부, 동일패키지, 하위클래스, 그 밖의 영역에서 사용가능 / 상속받은 클래스들이 사용가능

  • protected : 클래스내부, 동일패키지, 하위클래스에서 사용가능 / 상속받은 클래스들이 사용이 가능하다

  • default : 따로 지정해주지 않는 경우이고 클래스내부, 동일패키지에서 사용가능

  • private : 클래스 내부에서만 사용가능 / 상속받은 자식클래스가 부모클래스를 사용할 수 없다

    =>부모클래스에서 protected, public으로 지정한 변수, 메소드를 자식이 사용할 수 있다.

• 자식 클래스의 생성자에서 부모 클래스의 생성자를 명시적으로 선택해줘야한다.

• 여기서 사용하는게 super() 함수이다

• super()는 부모 클래스의 생성자를 호출하는 코드이다

• 괄호안에 인자를 넣어서(super(10)) 슈퍼클래스의 생성자를 호출할 수도 있음

• 중요 : super()는 반드시 생성자의 첫 라인 에서만 사용되어야 한다.

class Point {
    private int x, y;
    public Point(){
        this.x = 0;
        this.y = 0;
    }
    public Point(int x, int y){
      //4 - 이런 순서를 따라가게 된다.
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
    public void showPoint(){
        System.out.println("("+x+","+y+")");
    }
}

class ColorPoint extends Point{
    private String color;
  //2 - 해당 객체의 생성자가 불리우고
    public ColorPoint(int x, int y, String color){
      //3 - super키워드가 불리워졌음
      //해당 객체의 부모 클래스의 생성자인 Point(x,y)를 호출
        super(x,y);
        this.color = color;
    }

    public void showColorPoint(){
        System.out.println(color);
        showPoint();
    }
}

public class SuperEx{
    public static void main(String[] args) {
      //1 - 메인에서 객체를 생성함
        ColorPoint cp = new ColorPoint(5, 6, "Blue");
        cp.showColorPoint();
    }
}

메소드 오버라이딩

• 부모 클래스와 자식 클래스의 메소드 사이에서 발생하는 관계로서, 부모 클래스에 선언된 메소드와 같은 이름, 같은 리턴 타입, 같은 매개 변수 리스트를 갖는 메소드를 자식 클래스에서 재작성하는 것이다

• 간단히는 부모 클래스의 메소드 무시하기 / 덮어쓰기

• 같은 이름으로 다른 내용을 구현한다는 점에서 이는 객체 지향의 다형성을 만족시켜준다.

• 제약 사항

  • 부모 클래스의 메소드와 똑같이 작성해야한다.

    • 메소드의 이름, 동일한 매개변수 타입과 갯수, 동일한 리턴 타입을 가져야한다.

  • 부모 클래스 메소드의 접근지정자보다 접근의 범위를 좁힐 수 없다

    • public, protected, defult, private순서로 범위가 나뉘다.

    • 만약 protected일 경우, 오버라이딩하는 자식 클래스에서는 public이나 protected으로만 오버라이딩 할 수 있다.

    • *참고 : static이나 private 또는 final로 선언된 메소드는 자식 클래스에서 오버라이딩할 수 없다.

• 동적 바인딩(dynamic binding) : 오버라이딩된 메소드 호출

  • 실행할 메소드를 컴파일 단계에서 결정하지 않고 런타임시 결정하는 것을 의미함

  • class Shape{
        protected String name;
      //2 - 이 함수를 부르게 되고
      public void paint(){
        //3 - draw를 호출하는데 부모 클래스에 해당하는 4번 draw()가있고 5번 draw가 있는데 
        //2개 중에서 5번 draw함수를 호출하게 된다. => 동적 바인딩을 통해 오버라이딩 된 메소드를 실행한다.
        draw();
      }
      //4
      public void draw(){
        System.out.println("Shape");
      }
    }
    
    public class Circle extends Shape{
      //5
      @Override
      public void draw(){
        System.out.println("Circle");
      }
      public static void main(String [] args){
        Shape p = new Circle();
        //1 - 여기서 paint를 호출하게 되면 
        p.paint();
      }
    }

    => 어떤 경우에서든 자바에서 오버라이딩 된 메소드가 있다면 동적 바인딩을 통해 오버라이딩된 메소드가 무조건 실행된다.

다이나믹 메소드 디스패치 (Dynamic Method Dispatch)

Method Dispatch : 어떤 메소드를 호출할지 결정하여 실제로 실행시키는 과정

종류로써는 dynamic, static타입이 존재한다

만약 컴파일 시, 호출할 메소드를 알 수 있다면 static / 런타임 시 호출할 메소드를 알 수 있다면 dynamic

Static Dispatch

public class Dispatch{
    static class Service{
    //run 1
        void run(){
            System.out.println("run");
        }
    //run 2
        void run(String msg){
      System.out.println(msg);
    }
    }

  public static void main(String[] args){
    //실행하게되면 run 1나 run 2중 어느것을 실행된다는 것은 컴파일 시 알 수 있다.
    new Service().run();
  }
}

Dynamic Dispatch

public class Dispatch{
    static abstract class Service{
    abstract void run();
  }
  static class MyService1 extends Service{
    @Override
    void run(){
      System.out.println("1");
    }
  }
  static class MyService2 extends Service{
    @Overide
    void run(){
      System.out.println("2");
    }
  }

  public static void main(String[] args){
    MyService svc = new MyService1();
    //어떤 클래스의 run메소드가 실행될 것인지는 컴파일 시 알 수 없다.
    svc.run();
  }
}

토비님 강의 : https://www.youtube.com/watch?v=s-tXAHub6vg

• 다이나믹 메소드 디스패치는 인터페이스를 이용해 참조함으로서 호출되는 메소드가 동적으로 결정되는 것을 의미함

• 인터페이스를 타입으로 메소드를 호출하고, 컴파일러는 타입에 대한 정보를 알고 있음으로 런타임시에 호출 객체를 확인해서 해당 객체의 메소드를 호출한다.

• 런타임에 참조되는 객체의 타입에 의존해 호출될 메소드를 결정하게 된다.

추상 클래스

추상 클래스는 상속에서 부모 클래스로써 사용된다.

• 추상 메소드 : 선언은 되어있으나 코드가 구현되어있지 않은, 틀만 있는 메소드 / abstract 키워드를 사용

• //추상 클래스를 선언하는 방법
  abstract class Shape{
      public Shape(){}
      public void paint(){draw();}
      abstract public void draw();
  }

• 추상 클래스는 객체(인스턴스)를 생성할 수 없음 - 객체를 생성할 목적으로 만든 클래스가 아님

• 추상 클래스를 단순히 상속받는 자식 클래스는 추상클래스가 된다

  • abstract class Shape{
      public Shape(){}
      public void paint(){draw();}
      abstract public void draw();
    }
    //자식 클래스에도 abstract키워드를 붙혀줘야 한다
    abstract class Line extends Shape{
      public String toString(){return "Line";}
    }

• 추상 클래스를 이용하게되면 응용프로그램의 설계와 구현을 분리해서 사용할 수 있고 추상 클래스는 계층적 상속 관계를 가지는 클래스의 구조를 만들 때 적합하다.

final 키워드

• 클래스 : final이 클래스 이름 앞에 사용되면 클래스를 상속받을 수 없음을 말한다.

• 메소드 : 메소드 앞에 final 속성이 붙으면 해당 메소드는 더 이상 오버라이딩 할 수 없음을 뜻한다

• 변수/상수 : 상수를 정의할 때 final 키워드를 덧붙여서 상수를 정의한다

  • final로 상수 필드를 정의할 때는 선언 시에 초기값을 지정해줘야 한다.

  • 한 번 정의되면 값을 변경할 수 없다.

  • static final => 프로그램 전체에서 공유하여 사용할 수 있는 상수

Object 클래스

• java.lang은 자바 프로그램에서 가장 많이 사용되는 패키지로써 자바 프로그램 내에서 import 없이 자동으로 포함된다.

• 여기서 Object패키지는 java.lang 패키지 내의 최상위 클래스이다 = 모든 자바 클래스는 Object 클래스로부터 상속받는 개념

• 필드를 가지지 않으며 총 11개의 메소드만으로 구성되어있음

  • 자주 사용되는 메소드

  • 참조 : https://atoz-develop.tistory.com/entry/자바-Object-클래스-정리-toString-equals-hashCode-clone

  • toString()

    • 기본 동작 : 객체의 해쉬코드를 출력

    • override의 목적 : 객체의 정보를 문자열 형태로 표현하고자 할 때

    • String str = new String("Apple");
      System.out.println(str);

      => String 객체를 출력하게 되면 String 객체가 저장하고 있는 문자열이 출력되는데 이것의 이유는 String 클래스가 toString()을 override하고 있기 때문이다

      => 즉 toString()은 어떤 객체의 정보를 문자열 형태로 표현해야 할 떄 호출하는 메소드임

  • equals()

    • 기본 동작 : '==' 연산 후 결과값 리턴

    • override의 목적 : 물리적으로 다른 메모리에 위치하는 객체여도 논리적으로 동일함을 구현하기 위해

      • equals을 사용해서 두 객체의 동일함을 논리적으로 override할 수 있다.

      • public class User{
          int id;
          String name;
        
          public User(int id, String name){
            this.id = id;
            this.name = name;
          }
          public int getId(){
            return id;
          }
          @Override
          public boolean equals(Object obj){
            //객체를 비교하는 equals를 사용하기위해 오버라이드
            if(obj instanceof User){
              return this.getId() == ((User)obj).getId();
            }else{
              return false;
            }
          }
        
          public static void main(String[] args){
            User user1 = new User(1001, "홍길동");
            User user2 = new User(1001, "홍길동");
        
            System.out.println(user1.equals(user2));
            //true가 나오게 되고, 두 객체가 같다는 의미는 같은 해시코드 값을 갖는다는 것
          }
        }

  • hashCode()

    • 기본 동작 : JVM이 부여한 코드 값, 인스턴스가 저장된 가상머신의 주소를 10진수로 반환

    • override의 목적 : 두 개의 서로 다른 메모리에 위치한 객체가 동일성을 갖기 위해

    • 해시코드 : JVM이 인스턴스를 생성할 때 메모리 주소를 변환해서 부여하는 코드이다. 실제 메모리 주소값과는 다른 값이며 실제 메모리 주소는 System.identityHashCode으로 확인 가능

    • 자바에서의 동일성

      • equals()의 리턴값이 true

      • hashCode()의 리턴값이 동일함

        =>그래서 일반적으로 equals()와 hashCode()는 같이 override함