JAVA - STUDY 6주차 과제 : 상속

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학습 할 내용들

• 자바 상속의 특징
• super 키워드
• 메소드 오버라이딩
• 다이나믹 메소드 디스패치 (Dynamic Method Dispatch)
• 추상 클래스
• final 키워드
• Object 클래스

 

 

자바 상속의 특징

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상속의 매우 치명적인 오해 :

"상속은 코드의 재활용을 위한 문법입니다." (X)

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"연관된 일련의 클래스들에 대해 공통적인 규약을 정의할 수 있습니다." (O)

 

 

상속의 가장 기본적인 특성

• 부모클래스의 필드, 메소드만 상속되며, 생성자와 초기화 블록은 상속되지 않는다.
• 부모 클래스의 private, default로 설정된 멤버는 자식 클래스에서 상속 받지만 접근할 수는 없다.

 

Animal 클래스

public class Animal {
	String name;
    String bark;

	public void bark() {
    	System.out.println(name + ": " + bark);
    }
}

Dog 클래스

public class Dog extends Animal {
	// 상위 클래스의 변수 name, barking이 존재
	// String name;
    // String bark;
    
    // 상위 클래스의 bark() 메소드 존재
	// public void bark() { ... }

    public Dog(String name, String bark) {
    	super();	// 자바 컴파일러가 자동으로 상위클래스의 생성자를 호출!
    	this.name = name;
        this.bark = bark;
    }
}

 

자바 컴파일러에 의해 부모 클래스의 생성자가 호출 되게 된다!

// Main
public static void main(String[] args){
	Dog dog1 = new Dog("웰시코기" , "멍멍");
    	dog1.bark();
}

실행 결과

웰시코기: 멍멍

 

IS - A 관계

Dog클래스는 Animal클래스를 상속받았다. 즉, Dog는 Animal의 하위 개념이라고 할 수 있겠다.

 

개는 동물이다. (O)

Animal dog = new Dog();

동물은 개다. (X)

Dog dog = new Animal(); // compile error

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super 키워드

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super 키워드는 부모 클래스로부터 상속받은 필드나 메소드를 자식 클래스에서 참조하는데 사용하는 참조 변수이다.

인스턴스 변수의 이름과 지역 변수 이름이 같을 경우 this 키워드로 구분할 수 있었는데,

이와 마찬가지로 부모 클래스의 멤버와 자식 클래스의 멤버 이름이 같을 경우 super 키워드로 구별할 수 있다.

class Parent{
    int a = 10;
}

class Child extends Parent {
    int a = 20;
    
    void display() {
    	System.out.println(a);			// Child's a
        System.out.println(this.a);		// Child's a
        System.out.println(super.a); 		// Parent's a
    }
}

public class Main{
     public static void main(String[] args){
    	Child child = new Child();
        child.display();
     }
}

실행 결과

20
20
10

 

super() 키워드

class Parent {
	int a;
    
    public Parent() {
    	a = 10;
    }
    
    public Parent(int a) {
    	this.a = a;
    }
}

class Child extend Parent {
	int b;
    
    public Child() {
    	// super(); 무조건 부모클래스의 기본생성자가 호출됨
    	b = 20;
    }
    
    void display() {
    	System.out.println(a);
        System.out.println(b);
    }
}

public class Main{
	public static void main(String[] args) {
    	Child child = new Child();
        child.display();
    }
}

실행 결과

10
20

 

그렇다면 생성자가 두개인 경우에는 어디서 호출될까?

public class MyTest {

    public class Parent {
        public Parent() {
            this(10);
            System.out.println("parent()");
        }

        public Parent(int a) {
            System.out.println("parent(int)");
        }
    }

    public class Child extends Parent {
        public Child() {
            this(20);
            System.out.println("child()");
        }
        public Child(int a) {
            System.out.println("child(int)");
        }
        public Child(String a) {
            this();
            System.out.println("child(string)");
        }
    }

    @Test
    void test1() {
		Child child1 = new Child();
    }
    
    @Test
    void test2() {
    	Child child2 = new Child(10);
    }
    
    @Test
    void test3() {
        Child child3 = new Child("10");
    }
}

위 테스트에서 test1()를 실행했을 때, 출력 결과를 한번 생각해보자.

정답은.. 

parent(int)
parent()
child(int)
child()
이다.

부모 클래스의 생성자는 항상 마지막 자식 생성자에서 호출하게 된다.
test1()의 경우에는 child(int a) 생성자에 있는 프린트를 찍기 전에 super()를 호출한 것이다. 이것은 자바에서 자동으로 추가해주는 것이므로 우리가 어떻게 컨트롤할 수 없다.

자 그럼 test2()와 test3()의 출력 결과도 한번 생각해보도록 하자.

test2() 결과는 아래 더보기 클릭

test2() 결과

parent(int)
parent()
child(int)

test3() 결과는 아래 더보기 클릭

test3() 결과

parent(int)
parent()
child(int)
child()
child(string)

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메소드 오버라이딩

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오버 로딩(overloading)이란 서로 다른 시그니처를 갖는 여러 메소드를 같은 이름으로 정의하는 것.

 

오버 라이딩(overriding)이란 상속 관계에 있는 부모 클래스에서 이미 정의된 메소드를 자식 클래스에서 같은 시그니쳐를 갖는 메소드로 다시 정의하는 것.

 

 

오버라이딩의 조건

1. 오버라이딩이란 메소드의 동작만을 재정의하는 것이므로, 메소드의 선언부는 기존 메소드와 완전히 같아야 합니다.

하지만 메소드의 반환 타입은 부모 클래스의 반환 타입으로 타입 변환할 수 있는 타입이라면 변경할 수 있습니다.

2. 부모 클래스의 메소드보다 접근 제어자를 더 좁은 범위로 변경할 수 없습니다.

3. 부모 클래스의 메소드보다 더 큰 범위의 예외를 선언할 수 없습니다.

 

class Parent {

    void display() { System.out.println("부모 클래스의 display() 메소드입니다."); }

}

class Child extends Parent {

    void display() { System.out.println("자식 클래스의 display() 메소드입니다."); }

}

 

public class Inheritance05 {
    public static void main(String[] args) {

        Parent pa = new Parent();

        pa.display();

        Child ch = new Child();

        ch.display();

        Parent pc = new Child();

        pc.display(); // = child.display();

    }
}

실행 결과

부모 클래스의 display() 메소드입니다.
자식 클래스의 display() 메소드입니다.
자식 클래스의 display() 메소드입니다.

 

만약 부모 클래스의 메소드를 오버라이딩 하지 않으면 어떻게 될까?

public class MyTest {

    public class Parent {
        int a = 100;
        public Parent() {
            this.a = 300;
        }

        public int getA() {
            return a;
        }
    }

    public class Child extends Parent {
        int a = 1000;
        public Child() {
            this.a = 3000;
        }
    }

    @Test
    void test() {
        Child child = new Child();
        System.out.println(child.getA());
    }
}

위 테스트의 실행결과를 한번 생각해보자.

정답은 바로..

300

 

왜 이런 결과가 나왔을까? 나는 사실 3000이라고 생각했었다. 크흡

주목해야할 점은 getA() 메소드 이다. 기본적으로 부모 클래스의 메소드를 오버라이딩하지 않는다면 부모 클래스의 메소드를 호출하는 것과 같다. 

실행결과를 흐름으로 나타내면 다음과 같다.
new Child() 호출 -> super() 생성자 호출! -> parent.a = 300 주입! -> 다시 child로 돌아와서 child.a = 3000 주입!

child.getA() 호출 -> 자식 클래스의 getA()가 없으므로 super.getA() 호출! -> child의 a가 아닌, parent의 a를 리턴! -> parent.a를 출력!

이렇기 때문에 300이라는 결과가 나온 것이다.

그렇다면 3000 이라는 결과가 나오고 싶으면 어떻게 하면 될까?
다음과 같이 2가지 방법이 있다.

1. getA() 오버라이딩
자식 클래스에서 getA()를 오버라이딩하는 것이다.

2. super() 생성자 호출 코드 수정
자식 생성자에서 부모 생성자를 호출할 때 a의 초기화 값을 함께 던져주는 것이다. 그렇게 되면 부모의 a값에는 우리가 원하는 3000이 저장될 것이고, getA()를 해도 3000이 찍힐 것이다. 

 

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다이나믹 메소드 디스패치 (Dynamic Method Dispatch)

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dispatch

• static dispatch
• dynamic dispatch

static은 구현클래스를 이용해 컴파일타임에서부터 어떤 메서드가 호출될지 정해져있는것이고,

dynamic은 인터페이스를 이용해 참조함으로서 호출되는 메서드가 동적으로 정해지는걸 말한다.

 

Static Dispatch

자바에서 객체 생성은 런타임시에 호출된다. 즉 컴파일타임에 알수있는건 타입에 대한 정보이다. 타입자체가 Dispatch라는 구현클래스이기때문에 해당 메서드를 호출하면 어떤 메서드가 호출될지 정적으로 정해진다. 이에대한 정보는 컴파일이 종료된 후 바이트코드에도 드러나게된다.

public class Test {
    public static void main(String[] arg) {
        Dispatch dispatch = new Dispatch();
        System.out.println(dispatch.method());
    }
}

class Dispatch{
    public String method(){
        return "hello dispatch";
    }
}

 

Dynamic Dispatch

인터페이스를 타입으로 메서드를 호출한다. 컴파일러는 타입에 대한 정보를 알고있으므로 런타임시에 호출 객체를 확인해 해당 객체의 메서드를 호출한다. 런타임시에 호출 객체를 알 수 있으므로 바이트코드에도 어떤 객체의 메서드를 호출해야하는지 드러나지 않는다.

 

예제코드에서 method() 메서드는 인자가 없는 메서드이지만 자바는 묵시적으로 항상 호출 객체를 인자로 보내게된다. 호출 객체를 인자로 보내기때문에 this를 이용해 메서드 내부에서 호출객체를 참조할 수 있는 것이다. 또한 이것이 dynamic dispatch의 근거가 되게된다.

public class Test {
    public static void main(String[] arg) {
        Dispatchable dispatch = new Dispatch();
        System.out.println(dispatch.method());
    }
}

class Dispatch implements Dispatchable {
    public String method(){
        return "hello dispatch";
    }
}

interface Dispatchable{
    String method();
}

 

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추상 클래스

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추상 메소드(abstract method)란 자식 클래스에서 반드시 오버라이딩해야만 사용할 수 있는 메소드를 의미합니다.

공통적인 부분을 미리 다 만들어놓고, 그 부분을 재정의함으로써 생산성 향상되는 장점이 있습니다.

이러한 추상 메소드는 선언부만 존재하며, 구현부는 작성되어 있지 않다.

abstract 반환타입 메소드이름();	// 선언부만 있고, 구현부는 없다는 의미로 세미콜론(;)

 

하나 이상의 추상 메소드를 포함하는 클래스를 추상 클래스라고 한다.

abstract class Animal{
	abstract void cry();
}

class Dog extends Animal {
	void cry() {
    	System.out.println("멍멍");
    }
}

class Cat extends Animal {
	void cry() {
    	System.out.println("냐옹");
    }
}

public clas Main {
	public static void main(String[] args){
        Animal ani = new Animal();	// 추상 클래스는 인스턴스 생성 X
        Dog dog = new Dog();
        Cat cat = new Cat();
        
        dog.cry();
        cat.cry();
    }
}

멍멍
냐옹

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final 키워드

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자바에서 final 키워드는 여러 컨텍스트에서 단 한번만 할당될 수 있는 entity를 정의할 때 사용 됩니다.

 

원시 타입

public class Test_Final {

    final int x = 1;
    
    x = 3;	// 변경할 수 없는 상수값이 된다.
}

 

객체 타입

public class Main{

    final Member member = new Member();
    
    member = new Member();	// 다른 객체로 변경 불가!
    
    member.setName("another name");	// 필드 변경은 가능
}

 

메소드 인자

public class Main {
    public void setName(final String name){
    	name = "another name";	// final 인자는 메소드 내에서 변경 불가
    }
}

 

 

Final 메소드

final 키워드로 선언된 메소드는 오버라이딩 불가!

class Animal {

    final void bark() {
    
    }
}

class Dog extends Animal {
	
    void bark() {
    	// final로 선언된 메소드는 overriding 불가!
    }
}

 

Final 클래스

public final class Animal {	}

// final 클래스는 상속할 수 없다!
class Dog extends Animal {	}

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Object 클래스

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자바에서 Object 클래스는 모든 클래스의 부모 클래스가 되는 클래스입니다.

따라서 자바의 모든 클래스는 자동으로 Object 클래스의 모든 필드와 메소드를 상속받게 됩니다.

 

즉, 자바의 모든 클래스는 별도로 extends 키워드를 사용하여 Object 클래스의 상속을 명시하지 않아도 Object 클래스의 모든 멤버를 자유롭게 사용할 수 있습니다.

자바의 모든 객체에서 toString()이나 clone()과 같은 메소드를 바로 사용할 수 있는 이유가 해당 메소드들이 Object 클래스의 메소드이기 때문입니다.

 

toString() 메소드

toString() 메소드는 해당 인스턴스에 대한 정보를 문자열로 반환합니다.

이때 반환되는 문자열은 클래스 이름과 함께 구분자로 '@'가 사용되며, 그 뒤로 16진수 해시 코드(hash code)가 추가됩니다.

16진수 해시 코드 값은 인스턴스의 주소를 가리키는 값으로, 인스턴스마다 모두 다르게 반환됩니다.

class Member {

}

public class Main {
    Member member = new Member();
    Member member2 = new Member();
    
    System.out.println(member);
    System.out.println(member2);
}

Member@15db9742
Member@6d06d69c

 

Object 메소드

메소드	설명
protected Object clone()	해당 객체의 복제본을 생성하여 반환함.
boolean equals(Object obj)	해당 객체와 전달받은 객체가 같은지 여부를 반환함.
protected void finalize()	해당 객체를 더는 아무도 참조하지 않아 가비지 컬렉터가 객체의 리소스를 정리하기 위해 호출함.
Class<T> getClass()	해당 객체의 클래스 타입을 반환함.
int hashCode()	해당 객체의 해시 코드값을 반환함.
void notify()	해당 객체의 대기(wait)하고 있는 하나의 스레드를 다시 실행할 때 호출함.
void notifyAll()	해당 객체의 대기(wait)하고 있는 모든 스레드를 다시 실행할 때 호출함.
String toString()	해당 객체의 정보를 문자열로 반환함.
void wait()	해당 객체의 다른 스레드가 notify()나 notifyAll() 메소드를 실행할 때까지 현재 스레드를 일시적으로 대기(wait)시킬 때 호출함.
void wait(long timeout)	해당 객체의 다른 스레드가 notify()나 notifyAll() 메소드를 실행하거나 전달받은 시간이 지날 때까지 현재 스레드를 일시적으로 대기(wait)시킬 때 호출함.
void wait(long timeout, int nanos)	해당 객체의 다른 스레드가 notify()나 notifyAll() 메소드를 실행하거나 전달받은 시간이 지나거나 다른 스레드가 현재 스레드를 인터럽트(interrupt) 할 때까지 현재 스레드를 일시적으로 대기(wait)시킬 때 호출함.

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REFERENCES

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https://multifrontgarden.tistory.com/133

blog.advenoh.pe.kr/java/%EC%9E%90%EB%B0%94%EC%97%90%EC%84%9C-final%EC%97%90-%EB%8C%80%ED%95%9C-%EC%9D%B4%ED%95%B4/

www.tcpschool.com/java/java_inheritance_super

wikidocs.net/280