추상클래스(Abstract)과 인터페이스(Interface)

추상클래스(Abstract)

추상클래스는 미완성된 메서드(추상메서드)를 포함하고 있는 미완성된 클래스라고 할 수 있습니다. 미완성된 클래스로는 인스턴스를 생성할 수 없기 때문에 추상클래스는 상속을 통해서 자손클래스에 의해서 완성이 된 후 사용할 수 있습니다.

 

추상클래스를 이용하면 그 자체로는 클래스로서의 역할을 하지 못하지만, 새로운 클래스를 작성할 때 일종의 설계도 역할을 하여 조상클래스로서 중요한 의미를 가집니다. 

 

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추상클래스 정의

클래스 선언부 앞에 'abstract' 키워드를 붙여서 선언합니다. (접근제어자보다 뒤에 선언해야 합니다. 예를 들어, public abstract class 클래스명으로 선언해야 합니다.)

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abstract class ExampleAbstract {}

 

추상클래스도 멤버를 가질 수 있습니다. 그리고 추상메서드 뿐만 아니라 일반 메서드(몸통이 있는 메서드)도 가질 수 있습니다. 아래 코드를 통해 추상메서드에 대한 다양한 특징을 살펴보면 좋을 것 같습니다.

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public abstract class ExampleAbstract {
    String iv1;
    int iv2;
    
    ExampleAbstract(){
        iv1 = "hello";
        iv2 = 100;
    }
    
    abstract void method1();
    abstract String method2();
    
    void method3(){ // 일반 메서드
        System.out.println("I'm default method.");
        System.out.println(method2()); // 추상 메서드 호출 가능
    } 
}

class ExampleChild1 extends ExampleAbstract{

    @Override
    void method1() {}

    @Override
    String method2() {
        return null;
    }
}

// abstract 클래스로 abstract 클래스 상속 가능 --> 부모 메서드의 일부 메서드만 override 할 수 있다.
abstract class ExampleChild2 extends ExampleAbstract{
    @Override
    void method1() {}
}

 

추상클래스는 추상메서드가 존재한다는 부분에서만 차이가 있을 뿐이지, 그 외에는 일반 클래스와 다를 게 없습니다. 따라서 자손 클래스의 다중 상속도 금지되고, 추상클래스 타입의 참조변수로 자손 클래스 타입의 객체를 참조할 수도 있는 등 일반 클래스의 특징을 그대로 가지고 있다고 생각하시면 됩니다.

 

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인터페이스 (Interface)

일종의 추상클래스이지만, 추상클래스보다는 추상화 정도가 높아서 추상클래스와 달리 몸통을 갖춘 일반 메서드 혹은 멤버변수를 멤버로 가질 수 없습니다. 즉, 추상메서드와 상수만을 멤버로 가질 수 있는 클래스입니다. (JDK1.8 버전부터는 몸통을 갖춘 일반 메서드도 가질 수 있습니다.)

또한, 추상클래스와 달리 다중 상속이 가능하여 하나의 자손 클래스에서 여러 개의 인터페이스를 상속받아 구현할 수 있습니다.

 

즉, 위에서 추상 클래스는 부분적으로만 미완성된 상태를 가질 수 있었습니다. 하지만 인터페이스는 완성된 부분이 없는, 상속받은 클래스가 처음부터 다 구현해야 하는 '기본 설계도'라고 할 수 있겠습니다.

 

인터페이스 사용 시 제약사항

1. 모든 멤버변수는 public static final 이어야 하고, 이는 생략 가능합니다.

2. 모든 메서드는 public abstract 이어야 하고, 이는 생략 가능합니다.

 - JDK1.8 버전부터는 인터페이스 내에 static 메서드와 default 메서드도 허용하는 방향으로 변경되었습니다. 이들 메서드는 public abstract 키워드를 생략할 수 없습니다.

 

예제 코드로 interface에 대해서 알아보겠습니다.

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public interface ExampleInterface {
    public static final int constants = 1;
    public abstract void method();
    void method2(); // public abstract void method2()
    default method3(){} // 일반 메서드 

}

abstract class ExampleAbstract implements ExampleInterface{ // 인터페이스의 일부만 구현할 때는 abstract로 만든다.
    @Override
    public void method(){

    }
}

class ExampleChild implements ExampleInterface{

    @Override
    public void method() {

    }
    @Override
    public void method2() { // 부모보다 넓은 접근 제어자

    }
}

 

추가로, 위 코드에서 보이듯이 자손 클래스가 부모 클래스의 메서드를 오버라이딩 시, 부모 클래스 메서드보다 넓은 범위의 접근 제어자를 지정해야 한다.

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인터페이스와 다형성

인터페이스와 다형성을 묶어서 생각하는 부분이 저에게는 낯설었는데요. 인터페이스와 다형성에 대해서 자세히 알아보겠습니다.

 

인터페이스를 implements 키워드를 이용하여 구현한다는 것은 결국 그 인터페이스를 '상속'한다는 의미와 같다고 볼 수 있습니다. 즉, 인터페이스를 구현한 클래스의 조상 클래스가 인터페이스라 할 수 있기 때문에 해당 인터페이스 타입의 참조변수로 자식 클래스의 인스턴스를 참조할 수 있으며, 따라서 인터페이스 타입으로 형변환 또한 가능합니다.

 

추상 클래스와 달리 인터페이스는 다중 상속이 가능하여 하나의 클래스가 여러 개의 인터페이스를 'implements'할 수 있습니다. 

 

예시로 알아보겠습니다.

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public interface ExampleInterface {
    public static final int constant = 1;
    int constant2 = 0;
    public abstract void method(ExampleInterface ex);
    ExampleInterface method2();

}

class ExampleChildClass implements ExampleInterface{
    @Override
    public void method(ExampleInterface ex){

    }

    @Override
    public ExampleInterface method2() {
        ExampleChildClass childClass = new ExampleChildClass();
        return childClass;
    }
}

 

1. method(ExampleInterface ex) : method(new ExampleChildClass()) 로 넘겨줄 수 있습니다.

2. ExampleInterface method2(): 리턴타입이 인터페이스라는 것은 메서드가 해당 인터페이스를 구현한 클래스의 인스턴스를 반환한다는 것을 의미합니다.

 

아래 예시를 통해 다형성을 테스트 해 보겠습니다.

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public interface Readable {
    void readDocument(String title);
}

class Person {
    static Readable doWork(String type){
        if(type.equals("book")){
            return new Book();
        }
        else if(type.equals("newspaper")){
            return new Newspaper();
        }
        else return null;
    }
}

class Book implements Readable{

    @Override
    public void readDocument(String title) {
        System.out.println("I'm reading a book: " + title);
    }
}

class Newspaper implements Readable{

    @Override
    public void readDocument(String title) {
        System.out.println("I'm reading a newspaper: " + title);
    }
}



Person.doWork("book").readDocument("myBook");
Person.doWork("newspaper").readDocument("myNewspaper");

 

[실행결과]

I'm reading a book: myBook
I'm reading a newspaper: myNewspaper

 

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추상클래스와 인터페이스에 대해서 알아보았습니다. 두 개는 비슷한 역할을 하는 것처럼 보이나 내부적으로는 약간의 차이가 존재함을 확인했습니다. 예를 들어, 추상클래스에서의 다중 상속의 한계를 인터페이스를 통해 해결할 수 있습니다.

 

두 가지 클래스를 잘 이용하면 객체지향에서 추구하는 추상화를 잘 구현할 수 있기 때문에 코드를 작성할 때 클래스마다 겹치는 부분이 있는지, 그 부분을 어떻게 따로 추출하여 추상화할 수 있는지에 대한 고민하는 것이 중요할 것 같습니다.