06 상속

6.1 상속

기존에 존재하는 클래스로부터 필드와 메소드를 이어받고, 필요한 기능을 추가할 수 있는 기법
검증된 소프트웨어를 재사용할 수 있어서 신뢰성 있는 소프트웨어를 쉽게 개발, 유지 보수할 수 있게 해주는 기술

상속의 형식

extends 키워드를 이용하여 상속을 나타낸다.
상속하는 클래스를 부모 클래스(Super Class)라고 하고 상속받는 클래스를 자식 클래스(Sub Class)라고 한다.
자식클래스명 extends 부모클래스명

무엇이 상속되는가?

자식 클래스는 부모 클래스가 가지고 있는 모든 멤버들을 전부 상속받고 자신이 필요한 멤버를 추가하기 때문에 항상 자식 클래스가 부모 클래스를 포함하게 된다.
자식 클래스는 부모 클래스의 필드와 메소드를 마치 자기 것처럼 사용할 수 있다.

왜 상속을 사용하는가?

중복되는 코드를 줄일 수 있다.
공통 부분은 하나로 정리되어서 관리하기 쉽고, 유지 보수와 변경도 쉬워짐

자바 상속의 특징

다중 상속을 지원하지 않는다. (다중 상속 : 여러 개의 클래스로부터 상속받는 것)
상속의 횟수에는 제한이 없다.
상속 계층 구조의 최상위에는 java.lang.Object 클래스가 있다.

6.2 상속과 접근 지정자

부모 클래스는 상속시킬 멤버(private 접근 제어)와 상속시키지 않을 멤버를 지정할 수 있다.

6.3 상속과 생성자

왜 자식클래스의 객체를 생성했는데 부모클래스 생성자까지 호출 되는가?
생성자의 호출 순서는 부모 클래스 생성자 → 자식 클래스 생성자

명시적인 호출

super 키워드 사용 (this 처럼 쓰면됨)

묵시적인 호출

자식 클래스의 객체가 생성될 때 자동적으로 부모 클래스의 기본 생성자가 호출된다.

오류가 발생하는 경우

기본 생성자가 정의되어 있지 않으면 오류가 발생한다.

부모 클래스의 생성자 선택

생성자 오버로딩 되어 있는 경우 선택해서 호출 가능

6.4 메소드 오버라이딩

메소드 오버라이딩이란?

자식 클래스가 부모 클래스의 메소드를 자신의 필요에 맞추어서 재정의하는 것.
여러 오류를 방지하기 위해서 @Override 어노테이션을 붙이는 것이 좋다.
(부모 클래스에 그런 메소드가 없다면 컴파일 오류)

키워드 super를 사용하여 부모 클래스 멤버 접근

super를 사용해서 부모 클래스의 메소드를 호출할 수 있다.

오버라이딩 vs 오버로딩

오버로딩은 컴파일 시점에서의 다형성을 지원
오버라이딩은 런타임 시점에서의 다형성을 지원
동적 바인딩

정적 메소드를 오버라이드하면 어떻게 될까?

자식 클래스가 부모 클래스의 정적 메소드와 동일한 정적 메소드를 정의하는 경우
자식 클래스의 메소드는 부모 클래스의 메소드를 숨긴다고 말한다.

package basic.practice;

class Animal{
	public static void A() {
		System.out.println("static method in Animal");
	}
	public void B() {
		System.out.println("method in Animal");
	}
}

public class Dog extends Animal {
	public static void A() {
		System.out.println("static method in Dog");
	}
	public void B() {
		System.out.println("method in Dog");
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		Dog dog = new Dog();
		Animal a = dog;
		a.A();
		dog.A();
		a.B();
		dog.B();
	}

}

static method in Animal
static method in Dog
method in Dog
method in Dog

정적 메소드와 정적 메소드가 아닌 메소드의 차이를 확인 (이클립스에서도 정적 메소드는 오버라이딩 표시 되지않음)

6.5 다형성

: 하나의 식별자로 여러 개의 작업을 처리하는 것

: 객체 지향 프로그래밍에서는 객체들이 똑같은 메시지를 받더라도 각자의 실제 타입에 따라서 서로 다른 동작을 하는 것

메시지를 보내는 측에서는 객체가 어떤 타입인지 알 필요가 없다

업캐스팅

부모 클래스 변수로 자식 클래스 객체를 참조하는 것
어떤 멤버를 사용할 수 있느냐는 변수의 타입에 의하여 결정된다
(컴파일 시점에서는 자식 클래스에 뭐가 추가 되었는지 알 수가 없음)

업캐스팅 vs 다운캐스팅

업캐스팅과 다운캐스팅은 일종의 형변환
업캐스팅 : 자식 객체를 부모 참조 변수로 참조하는 것. 묵시적으로 수행될 수 있다. 부모 클래스의 멤버 접근 가능. 자식 클래스 멤버 접근 불가능
다운캐스팅 : 부모 객체를 자식 참조 변수로 참조하는 것. 묵시적으로 안되고 명시적으로 해야함

동적바인딩

부모 참조 변수를 가지고 자식 객체를 참조하는 것이 도대체 어디에 필요한가?
부모 클래스 배열로 변수를 선언하고 거기에 자식 객체를 참조하면 편리함
바인딩 : 메소드 호출을 실제 메소드의 몸체와 연결하는 것
동적 바인딩 : 실행 단계에서 변수가 참조하는 객체의 실제 타입을 보고 적절한 메소드를 호출

동적바인딩의 장점

시스템에 최소한의 영향을 미치면서 새로운 유형의 객체를 쉽게 추가하여 시스템을 확장할 수 있다.

업캐스팅의 활용

메소드의 매개 변수를 부모 타입으로 선언하면 넓은 범위의 객체를 받을 수 있다.
Object obj 를 매개변수로 선언하면 모든 객체를 받을 수 있음

instanceof 연산자

변수가 가리키는 객체의 실제 타입을 알고 싶을 때 사용. true false 반환

종단 클래스와 종단 메소드

종단 클래스(final class) : 상속 시킬 수 없는 클래스
자바에서는 이론상 중요한 클래스의 서브 클래스를 만들어 서브 클래스로 하여금 시스템을 파괴하도록 할 수 있다.
대표적으로 String 클래스
일반 클래스에서 특정 메소드만 재정의될 수 없게 만드려면 final로 선언
대개 생성자에서 호출되는 메소드들은 일반적으로 final로 선언된다.

6.6 상속 vs 구성

구성(Composition) : 클래스가 다른 클래스의 인스턴스를 클래스의 필드로 가지는 디자인 기법 (생성자 포함)
상속 관계에서 부모 클래스를 변경하면 코드가 손상될 위험이 있다. (좀 더 밀접함)
구성은 좀 더 느슨함
상속 : 컴파일 시간에 결정됨, final로 선언된 클래스의 코드를 재사용할 수 없다. public, protected 메소드를 모두 노출
구성 : 런타임 시간에 결정됨, final로 선언된 클래스에서도 코드 재사용이 가능하다. 노출 X, 공개 인터페이스만 사용하여 상호작용

is-a 관계

Car is a Vehicle, 사자는 동물이다.
자식 클래스는 부모 클래스의 특수 버전이다.
무분별하게 상속을 사용하는 것을 주의하자

has-a 관계

Library has a book, 자동차는 엔진을 가지고 있다.

구성 vs 집합

구성 : House에는 하나 이상의 Room이 있다. Room은 House 없이는 존재하지 않으므로, Room의 수명은 House에 의해 제어됨
집합 : Block을 모아서 ToyHouse를 만들 수 있다. ToyHouse가 분해되더라도 Block들은 남는다.

잘못 사용하는 경우

import java.util.ArrayList;

public class Test extends ArrayList<Object> {

	public static void main(String[] argv) {
		Test obj = new Test();
		obj.add("Kim");
		obj.add("Park");
	}

}

변경

import java.util.ArrayList;

public class Test {
	static ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

	public static void main(String[] argv) {
		list.add("Kim");
		list.add("Park");
	}

}

상속 vs 구성

상속에서는 메소드 오버라이딩 기능을 사용하여 부모 클래스의 메소드를 수정할 수 있다.
상속은 내부 구조를 하위 클래스에 노출한다. 만약 구성을 사용하게 되면 객체는 캡슐화된 상태로 유지된다.
구성이 더 간단한 경우가 많다
구성은 구현 독립성을 허용한다.

Mini Project 황금 획득 게임

텍스트 기반 게임을 작성해보자
주인공을 움직여서 몬스터를 피하고 황금을 차지 하는 게임
화면에는 3가지 스프라이트가 나타남
주인공은 @ // 몬스터는 M // 황금은 G // WASD로 상하좌우

package practice.goldgame;

public abstract class Sprite {
	final String UP = "w";
	final String LEFT = "a";
	final String RIGHT = "d";
	final String DOWN = "s";
	int x;
	int y;
	String image;
	
	public int getX() {
		return x;
	}

	public void setX(int x) {
		this.x = x;
	}

	public int getY() {
		return y;
	}

	public void setY(int y) {
		this.y = y;
	}

	abstract void move(String c);
}

package practice.goldgame;


public class Hero extends Sprite{
	
	int hp;
	
	public Hero() {
		x = (int)(Math.random() * 4 + 1);
		y = (int)(Math.random() * 4 + 1);
		hp = 10;
		image = "@ ";
	}
	
	boolean getGold(Gold gold) {
		if (this.x == gold.getX() && this.y == gold.getY()) {
			System.out.println("황금 획득!!");
			return false;
		} else {
			return true;
		}
	}
	boolean ifDie() {
		if (hp == 0) {
			return false;
		} else {
			return true;
		}
	}
	void fightMonster(Monster monster) {
		if (this.x == monster.getX() && this.y == monster.getY()) {
			hp = 0;
		}
	}
	
	@Override
	void move(String c) {
		switch (c) {
		case UP :
			if (y == 0) {
				System.out.println("더이상 위로 갈수 없음");
				break;
			} else {
				y--;
				break;
			}
		case LEFT :
			if (x == 0) {
				System.out.println("더이상 왼쪽으로 갈수 없음");
				break;
			} else {
				x--;
				break;
			}
		case RIGHT :
			if (x == 9) {
				System.out.println("더이상 오른쪽으로 갈수 없음");
				break;
			} else {
				x++;
				break;
			}
		case DOWN :
			if (y == 9) {
				System.out.println("더이상 아래쪽으로 갈수 없음");
				break;
			} else {
				y++;
				break;
			}
		}
	}

}

package practice.goldgame;

public class Monster extends Sprite{

	public Monster() {
		x = (int)(Math.random() * 4 + 5);
		y = (int)(Math.random() * 4 + 5);
		image = "M ";
	}
	public String direction() {
		int direction = (int)(Math.random() * 4);
		if (direction == 0) return UP;
		else if (direction == 1) return LEFT;
		else if (direction == 2) return RIGHT;
		else return DOWN;
	}
	
	
	@Override
	void move(String c) {
		switch (c) {
		case UP :
			if (y <= 1) {
				y++;
				break;
			} else {
				y -= 2;
				break;
			}
		case LEFT :
			if (x <= 1) {
				x++;
				break;
			} else {
				x -= 2;
				break;
			}
		case RIGHT :
			if (x >= 8) {
				x--;
				break;
			} else {
				x += 2;
				break;
			}
		case DOWN :
			if (y >= 8) {
				y--;
				break;
			} else {
				y += 2;
				break;
			}
		}
	
		
	}

}

package practice.goldgame;

public class Gold extends Sprite{

	public Gold() {
		image = "G ";
		x = (int)(Math.random() * 9);
		y = (int)(Math.random() * 9);
	}
	
	@Override
	void move(String c) {
		System.out.println("움직이지 않음");
	}

}

package practice.goldgame;

public class Field {
	final int WIDTH = 10;
	final int HEIGHT = 10;
	String[][] field;

	public Field() {
		field = new String[WIDTH][HEIGHT];
		

	}

	public void showField() {
		System.out.println("# # # # # # # # # # # #");
		for (int i = 0; i < field.length; i++) {
			System.out.print("# ");
			for (int j = 0; j < field[i].length; j++) {
				if (field[i][j] == null) {
					field[i][j] = "  ";
				}
				System.out.print(field[i][j]);
			}
			System.out.println("#");
		}
		System.out.println("# # # # # # # # # # # #");
	}

}

package practice.goldgame;

import java.util.Scanner;

public class GoldGameTest {

	public static void main(String[] args) {

		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		Field field = new Field();
		Hero hero = new Hero();
		Monster monster = new Monster();
		Gold gold = new Gold();
		
		final String HERO = hero.image;
		final String MONSTER = monster.image;
		final String GOLD = gold.image;
		boolean flag = true;
		while (flag) {
			field.field[hero.y][hero.x] = hero.image;
			field.field[monster.y][monster.x] = monster.image;
			field.field[gold.y][gold.x] = gold.image;
			field.showField();
			field.field[hero.y][hero.x] = null;
			field.field[monster.y][monster.x] = null;
			System.out.print("WASD입력으로 움직이세요 : ");
			String choice = sc.nextLine();
			hero.move(choice);
			flag = hero.getGold(gold);
			monster.move(monster.direction());
			hero.fightMonster(monster);
			hero.ifDie();
		}
		sc.close();
	}

}

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WASD입력으로 움직이세요 : d
황금 획득!!

Summary

상속(inheritance)은 기존에 존재하는 클래스로부터 필드와 메소드를 이어받고, 필요한 기능을 추가할 수 있는 기법이다.
상속을 이용하면 여러 클래스에 공통적인 코드들을 하나의 클래스로 모을 수 있어서 코드의 중복을 줄일 수 있다.
자바에서는 extends 키워드를 이용하여 상속을 나타낸다. 상속하는 클래스를 부모 클래스(슈퍼 클래스)라고 하고 상속받는 클래스를 자식 클래스(서브 클래스)라고 한다.
자식 클래스는 부모 클래스의 public 멤버, protected 멤버, 디폴트 멤버(부모 클래스와 자식 클래스가 같은 패키지에 있다면)를 상속받는다.
(부모 클래스의 생성자) → (자식 클래스의 생성자) 순으로 호출된다.
메소드 오버라이딩은 자식 클래스가 부모 클래스의 메소드를 자신의 필요에 맞추어서 재정의하는 것이다.
오버로딩이란 같은 메소드명을 가진 여러 개의 메소드를 작성하는 것이다. 오버라이딩은 부모 클래스의 메소드를 자식 클래스가 다시 정의하는 것을 의미한다.
다형성은 "많은 + 모양" 이라는 의미로써 주로 프로그래밍 언어에서 하나의 식별자로 여러 개의 작업을 처리하는 것을 의미한다.
부모 클래스 변수로 자식 클래스 객체를 참조할 수 있다. 이것을 업캐스팅이라고 한다.
자바에서는 메소드 바인딩이 실행 시까지 연기된다. JVM은 실행 단계에서 객체의 실제 타입을 보고 적절한 메소드를 호출하게 된다. 동적 바인딩
추상 클래스는 완전하게 구현되어 있지 않은 메소드를 가지고 있는 클래스를 의미한다.
추상 메소드로만 이루어진 클래스를 인터페이스라고 한다. 인터페이스는 다른 클래스에 의하여 구현될 수 있다. 인터페이스를 구현한다는 말은 인터페이스에 정의된 추상 메소드의 몸체를 정의한다는 의미이다.
구성은 클래스가 다른 클래스의 인스턴스를 클래스의 필드로 가지는 디자인 기법이다. 반면에 상속은 한 객체가 클래스를 상속받아서 부모 객체의 속성과 동작을 획득할 수 있는 기법이다. 구성 및 상속은 모두 클래스를 연결하여 코드 재사용성을 제공한다.

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04 클래스와 객체 I (0)	2024.04.15
03 조건문, 반복문, 배열 (0)	2024.04.14

06 상속

6.1 상속

상속의 형식

무엇이 상속되는가?

왜 상속을 사용하는가?

자바 상속의 특징

6.2 상속과 접근 지정자

6.3 상속과 생성자

명시적인 호출

묵시적인 호출

오류가 발생하는 경우

부모 클래스의 생성자 선택

6.4 메소드 오버라이딩

메소드 오버라이딩이란?

키워드 super를 사용하여 부모 클래스 멤버 접근

오버라이딩 vs 오버로딩

정적 메소드를 오버라이드하면 어떻게 될까?

6.5 다형성

업캐스팅

업캐스팅 vs 다운캐스팅

동적바인딩

동적바인딩의 장점

업캐스팅의 활용

instanceof 연산자

종단 클래스와 종단 메소드

6.6 상속 vs 구성

is-a 관계

has-a 관계

구성 vs 집합

잘못 사용하는 경우

상속 vs 구성

Mini Project 황금 획득 게임

Summary

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