[INA470] Java Programming Youn-Hee Han

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12. 인터페이스와 다형성 [INA470] Java Programming Youn-Hee Han

2 1. 추상 클래스 추상 클래스(abstract class) 몸체가 구현되지 않은 메소드를 가지고 있는 클래스
메소드가 미완성이므로 추상 클래스로는 객체를 생성할 수 없다. 주로 상속 계층에서 추상적인 개념을 나타내기 위한 용도로 사용 구체적으로 어떤 동물인지 알 수 없기 때문에 구체적인 동작을 구현하기 힘들다.

3 1. 추상 클래스 추상 클래스(abstract class) 선언 추상 클래스 앞에는 abstract 키워드가 붙는다.
추상 클래스는 추상 메소드를 지닌다. 추상 메소드 abstract 키워드를 앞에 지닌다. 몸체에 대한 선언이 없다. 세미콜론(;)으로 정의가 끝난다. (중괄호가 쓰이지 않으므로…) 추상 클래스를 상속받는 서브 클래스는 반드시 추상 메소드를 구체적으로 구현해야 한다. 서브 클래스에서 추상 메소드를 다시 추상 메소드로 선언한다면 구체적인 구현까지 하지 않아도 된다. public abstract class Animal { public abstract void move(); … }

4 1. 추상 클래스 추상 클래스(abstract class) 구현 및 활용 예
move()는 모든 도형에서 동일한 행동양식을 가진다. 그래서, 슈퍼 클래스 Shape 에서 구체적인 구현이 가능하다. draw()는 각 도형마다 그리는 방법이 다르기 때문에 슈퍼 클래스 Shape에서 구체적인 구현이 불가능하다. draw()는 추상 메소드로 선언  Shape 도 추상 클래스로 선언 abstract class Shape { int x, y; public void move(int x, int y) { this.x = x; this.y = y; } public abstract void draw();

5 1. 추상 클래스 추상 클래스(abstract class) 구현 및 활용 예
class Rectangle extends Shape { private int width, height; public void draw() { System.out.println("Rectangle Draw"); } class Triangle extends Shape { private int base, height; System.out.println("Triangle Draw"); class Circle extends Shape { private int radius; System.out.println("Circle Draw"); draw() 메소드는 각 서브 클래스에서 구체적으로 구현을 한다.

6 2. 인터페이스 인터페이스 (Interface) 추상 메소드 및 정적(static) 상수로만 이루어진다.
특정 인터페이스를 따르는 클래스들에 대한 요구 조건 (Requirement) 를 규정하는 역할을 한다. 비유 예 고속도로 톨게이트에서 하이패스 서비스를 받으려면 하이패스 규격을 따르는 단말기를 가지고 있어야만 한다. 임의의 객체묶음을 받아서 정렬을 하는 메소드를 구현한다면 그 묶음 안의 객체들은 다른 객체와 순서관계를 비교할 수 있는 약속된 메소드가 있어야 한다. 객체들이 서로 간에 상호 작용을 하기 위한 약속을 명시하는 도구이다.

7 2. 인터페이스 인터페이스 (Interface) 구현 및 활용법 인터페이스 선언
인터페이스 안의 모든 메소드는 추상 메소드로 간주되므로 abstract 키워드가 필요하지 않다. 일반적인 필드는 허용하지 않고 static final 키워드가 사용되는 정적 상수는 정의할 수 있다. interface MyInterface {                                      public static final int MAX=100;   public static final int MIN=1;   public void method1();   public void method2(int a); }

8 2. 인터페이스 인터페이스 (Interface) 구현 및 활용법 인터페이스 활용 인터페이스에서 객체를 직접 생성할 수 없다.
다른 클래스에 의하여 구현(implement)될 수 있다. extends 대신에 implements 키워드 사용 즉, 다른 클래스에서 인터페이스에 선언된 추상 메소드의 몸체를 구현할 수 있다. 임의의 클래스에서 인터페이스를 구현하면 반드시 인터페이스에 정의된 모든 메소드들을 구현해야 한다.

9 2. 인터페이스 인터페이스 (Interface) 활용 예 홈 네트워크 가전 시스템
홈 네트워크 업체에서는 홈네트워크 서버가 모든 가전 제품에 대하여 원격으로 제어할 수 있는 통일된 방법을 마련하고자 한다. 따라서, 홈 네트워크 서버와 각각의 가전 제품에는 어떠한 약속된 메소드들에 대해 합의를 해야 한다. 홈 네트워크 서버는 각 가전 제품에서 그 메소드가 어떻게 구현되어 있는가 는 전혀 알 필요가 없이 단지 메소드 의 이름을 포함한 시그너쳐와 리턴형 만 알면된다.

10 2. 인터페이스 인터페이스 (Interface) 활용 예 홈 네트워크 가전 시스템을 위한 인터페이스 정의 및 활용
인터페이스를 구현

11 2. 인터페이스 인터페이스 (Interface) 활용 예 홈 네트워크 가전 시스템 객체 생성 및 활용
RemoteControl 인터페이스를 구현(implement)하는 클래스가 인터페이스에 선언된 메소드 구현 중 하나라도 빠뜨리면 컴파일러가 그것을 체크하여 오류를 알려줌 즉, 홈네트워크 서버와 같이 가전 제품 객체를 사용하는 측은 자신이 사용하는 가전 제품 클래스들이 RemoteControl 인터페이스를 구현하라고 강제화 하면 호환성의 문제가 자연스럽게 해결된다. Television t = new Television(); t.turnOn(); t.turnOff(); Refrigerator r = new Refrigerator(); r.turnOn(); r.turnOff();

12 2. 인터페이스 여러 개의 인터페이스 동시 구현 임의의 클래스는 하나 이상의 인터페이스를 구현할 수 있다.
시리얼 통신을 위한 인터페이스 선언 가전 제품 클래스에서는 RemoteControl과 SerialCommunication 인터페이스를 동시에 구현할 수 있다. public interface SerialCommunication { public void send(byte[] data); public byte[] receive(); } public class Television implements RemoteControl, SerialCommunication { … public void turnOn() { … } public void turnOff() { … } public void send(byte[] data) { … } public byte[] receive() { … } }

13 2. 인터페이스 인터페이스들 사이의 상속 인터페이스들도 클래스 처럼 서로 간에 상속의 관계를 가질 수 있다.
AdvancedRemoteControl 을 구현(implement)하는 클래스는 다음의 총 4 개의 메소드를 구현해야 한다. turnOn(); turnOff(); volumeUp(); volumeDown(); public interface AdvancedRemoteControl extends RemoteControl { public void volumeUp(); public void volumeDown(); }

14 2. 인터페이스 예제 #1 public class Apartment implements Comparable {
Apartment.java public class Apartment implements Comparable { private double area = 0; public Apartment(double a) { area = a; } public int compareTo(Object otherObject) { Apartment other = (Apartment) otherObject; if (this.area < other.area) return -1; else if (this.area > other.area) return 1; else return 0; public static void main(String[] args) { Apartment o1 = new Apartment(105.3); Apartment o2 = new Apartment(85.0); if (o1.compareTo(o2) > 0) System.out.println("o1이 o2보다 더 크다"); else if (o1.compareTo(o2) < 0) System.out.println("o1이 o2보다 더 작다"); else System.out.println("o1과 o2가 같다"); package java.lang; public interface Comparable { int compareTo(Object other); } // 자신의 객체가 other 객체보다 크면 1, 같으면 0, 작으면 -1을 리턴

15 2. 인터페이스 예제 #2-1 import java.util.*; public class StudentTest {
StudentTest.java import java.util.*; public class StudentTest { public static void main(String[] args) { Student[] students = new Student[3]; students[0] = new Student("홍길동", 3.39); students[1] = new Student("임꺽정", 4.21); students[2] = new Student("황진이", 2.19); Arrays.sort(students); for (Student s : students) System.out.println("이름=" + s.getName() + "평점=" + s.getGPA()); } Array 클래스의 sort () 정적 메소드는 자신의 파라미터로서 Comparable 인터페이스를 구현하고 있는 객체의 배열만 받아들인다.

16 2. 인터페이스 예제 #2-2 class Student implements Comparable {
StudentTest.java class Student implements Comparable { private String name; // 이름 private double gpa; // 평점 public Student(String n, double g) { name = n; gpa = g; } public int compareTo(Object obj) { Student other = (Student) obj; if (gpa < other.gpa) return -1; else if (gpa > other.gpa) return 1; else return 0; public String getName() { return name; public double getGPA() { return gpa;

17 3. 인터페이스의 활용 인터페이스와 타입 인터페이스는 일종의 타입
인터페이스 이름은 클래스 이름과 마찬가지로 참조 변수를 선언하는데에 사용가능 인터페이스 변수에 대입할 수 있는 것은 반드시 그 인터페이스를 구현한 클래스의 객체이어야 한다. isEqualSize 메소드의 파라미터에 들어올 객체들은 추후 Comparable 인터페이스 변수인 co1과 co2에 할당될 것이므로 반드시 Comparable 인터페이스를 구현하는 클래스의 객체이어야 함.

18 3. 인터페이스의 활용 다중 상속 (Multiple Inheritance) 하나의 클래스가 여러 개의 슈퍼 클래스를 가지는 것
자바에서는 근본적으로 이러한 다중 상속이 허용되지 않는다.

19 2. 인터페이스 다중 상속 (Multiple Inheritance) 다음의 코드는 컴파일 오류가 발생한다.
abstract class Monster { abstract void menace(); } abstract class Lethal { abstract void kill(); abstract class Vampire extends Monster, Lethal { // 클래스간 다중 상속 허용 안됨 abstract void drinkBlood(); public class VeryBadVampire extends Vampire { public void menace() { … } public void kill() { … } public void drinkBlood() { … } public void destroy() { … }

20 3. 인터페이스의 활용 다중 상속 (Multiple Inheritance)
하지만, 하나의 인터페이스가 서로 다른 두 개 이상의 인터페이스를 상속하는 것은 가능 즉, 인터페이스는 다중 상속이 가능하다. interface Monster { void menace(); } interface Lethal { void kill(); interface Vampire extends Monster, Lethal { void drinkBlood(); public class VeryBadVampire implements Vampire { public void menace() { … } public void kill() { … } public void drinkBlood() { … } public void destroy() { … }

21 3. 인터페이스의 활용 다중 상속 (Multiple Inheritance)
또한, 임의의 클래스는 상속과 동시에 하나 또는 여러 개의 인터페이스를 구현할 수 있다.

22 3. 인터페이스의 활용 인터페이스와 추상 클래스 및 다중 상속 추상 클래스가 있는데 인터페이스를 별도로 제공하는 이유?
만약 인터페이스가 없어서 추상클래스로 MyComparable 을 구현한다면… 위 클래스를 상속하면서 Rectangle이라는 클래스를 만든다고 가정하자… 이 때, Rectangle 클래스가 이미 Shape 클래스를 상속해야 한다면 Rectangle 클래스는 더 이상 MyComparable 클래스를 상속 할 수 없다. 클래스들 끼리는 다중상속이 허용안되기 때문에… abstract class MyComparable { public abstract int compareTo(Object other); } MyComparable Shape Rectangle

23 3. 인터페이스의 활용 인터페이스와 추상 클래스 및 다중 상속 MyComparable
public class Rectangle extends Shape, MyComparable { … // 컴파일 오류 – 다중상속 허용 안됨 } Shape extends extends Rectangle public class Rectangle extends Shape implements MyComparable { … // OK! } 인터페이스 MyComparable Shape extends implements Rectangle

24 상수를 공유하려면 인터페이스를 구현하면 된다.
3. 인터페이스의 활용 상수 정의 인터페이스의 다른 용도 여러 클래스에서 사용할 수 있는 상수들을 정의하는 곳으로 활용 또는 다음과 같이 Days에 정의된 상수를 서로 관계가 없는 다른 클래스에서 활용할 수 있다. 상수를 공유하려면 인터페이스를 구현하면 된다. … int today = Days.FRIDAY; int tomorrow = Days.SATURDAY;

25 4. 다형성(Polymorphism) 다형성 (Polymorphism) 다형성의 장점
동일한 부모 클래스에서 상속된 서브 클래스의 객체들을 하나의 타입으로 취급하면서 서로 다른 행동을 할 수 있도록 허용하는 것 즉, 코드의 관점에서 서로 다른 타입의 객체들을 하나의 코드로 처리가 가능하다는 장점을 프로그래머에게 가져다 준다. 다형성의 장점 코드 구조의 향상 코드 가독성 증가 프로그래밍의 편리성

26 4. 다형성(Polymorphism) 상속과 객체 참조 서브 클래스의 객체는 슈퍼 클래스의 객체처럼 취급될 수 있다.
Keep the followings in your mind!!! Shape s1 = new Rectangle(); // OK! Shape s2 = new Triangle(); // OK! Shape s3 = new Circle(); // OK! Rectangle r = new Shape(); // Not OK! Rectangle is a Shape (사각형은 일종의 도형이다.) Triangle is a Shape (삼각형은 일종의 도형이다.) Circle is a Shape (원은 일종의 도형이다.)

27 4. 다형성(Polymorphism) 상속과 객체 참조 컴파일 시간 (Compile Time) 실행 시간 (Run Time)
컴파일시에 s.draw()에 오류가 발생하지 않으려면 s를 타입인 Shape 클래스가 draw()를 최소한 선언하고 있어야 한다. 실행 시간 (Run Time) 실행시간에 실제 메소드 호출시에는 참조 변수가 실제로 가리키는 객체의 메소드가 선택되어 호출된다.

28 4. 다형성(Polymorphism) 상속과 객체 참조 바인딩 (Binding) C/C++ 언어에서의 바인딩
메소드 호출을 실제 메소드 구현 몸체와 연결하는 것 C/C++ 언어에서의 바인딩 컴파일 시간에 모든 바인딩이 완료 Java 언어에서의 바인딩  동적 바인딩 (Dynamic Binding) 바인딩이 실행 시간시까지 연기되며 실제 메소드 호출시에 일어난다.

29 4. 다형성(Polymorphism) 다형성 예제 (1/3) class Shape { protected int x, y;
ShapeTest.java class Shape { protected int x, y; public void draw() { System.out.println("Shape Draw"); } class Rectangle extends Shape { private int width, height; public void setWidth(int w) { width = w; public void setHeight(int h) { height = h; System.out.println("Rectangle Draw");

30 4. 다형성(Polymorphism) 다형성 예제 (2/3) class Triangle extends Shape {
ShapeTest.java class Triangle extends Shape { private int base, height; public void draw() { System.out.println("Triangle Draw"); } class Circle extends Shape { private int radius; System.out.println("Circle Draw");

31 4. 다형성(Polymorphism) 다형성 예제 (3/3) public class ShapeTest {
ShapeTest.java public class ShapeTest { private static Shape arrayOfShapes[]; public static void main(String arg[]) { init(); drawAll(); } public static void init() { arrayOfShapes = new Shape[3]; arrayOfShapes[0] = new Rectangle(); arrayOfShapes[1] = new Triangle(); arrayOfShapes[2] = new Circle(); public static void drawAll() { for (int i = 0; i < arrayOfShapes.length; i++) { arrayOfShapes[i].draw();

32 4. 다형성(Polymorphism) 다형성 예제 고찰하기 만약 다음과 같은 Cylinder 클래스가 추가된다고 가정하자.
다형성의 장점  이 때, 다음과 같은 drawAll() 메소드는 전혀 변경하지 않아도 된다.

33 4. 다형성(Polymorphism) 객체의 타입을 알아내는 방법 instanceof 연산자
객체 instanceof 클래스 (or Interface)

34 4. 다형성(Polymorphism) 메소드의 매게 변수 타입 다형성을 활용하는 전형적인 예

35 4. 다형성(Polymorphism) 형변환 (Type Casting) 상향 형변환 (Upcasting)
서브 클래스의 객체를 슈퍼 클래스의 변수에 할당하는 것 Implicit 하게 형변환이 된다. 변수 s를 통하여 Shape 클래스의 필드와 메소드는 당연히 접근할 수 있다. 하향 형변환 (Downcasting) 변수 s를 통하여 Rectangle 클래스의 필드와 메소드를 접근하고자 할 경우에는 Downcasting을 Explicit 하게 해주어야 한다. Shape s = new Rectangle(); ((Rectangle)s).setWidth(100); Rectangle r = (Rectangle)s; r.setWidth(100);

36 5. 내부 클래스 내부 클래스 (Inner Class) 임의의 클래스 안에 정의된 클래스 특성
내부 클래스는 외부 클래스의 멤버의 일종 내부 클래스는 외부 클래스의 어떠한 멤버도 직접 접근가능 외부 클래스 멤버의 private 멤버도 접근 가능

37 5. 내부 클래스 내부 클래스 (Inner Class) 사용 예 1 class OuterClass {
ShapeTest.java class OuterClass { private String secret = "Time is money"; InnerClass obj; public OuterClass() { obj = new InnerClass(); obj.method(); } private class InnerClass { public InnerClass() { System.out.println("내부 클래스 생성자입니다."); public void method() { System.out.println(secret); public class OuterClassTest { public static void main(String args[]) { new OuterClass();

38 5. 내부 클래스 내부 클래스 (Inner Class) 사용 이유
특정 멤버 변수를 private로 유지하면서 자유롭게 사용할 수 있다. 특정한 목적으로만 사용되는 클래스들을 그 클래스를 활용하는 외부 클래스 안으로 모을 수 있다. 보다 읽기 쉽고 유지 보수가 쉬운 코드가 된다.

39 5. 내부 클래스 내부 클래스 (Inner Class) 사용 예 2-1 public class DataStructure {
DataStructure.java public class DataStructure { private final static int SIZE = 15; private int[] arrayOfInts = new int[SIZE]; public DataStructure() { for (int i = 0; i < SIZE; i++) { arrayOfInts[i] = i; } public void printEven() { InnerEvenIterator iterator = this.new InnerEvenIterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.getNext() + " ");

40 5. 내부 클래스 내부 클래스 (Inner Class) 사용 예 2-2
DataStructure.java private class InnerEvenIterator { private int next = 0; public boolean hasNext() { return (next <= SIZE - 1); } public int getNext() { int retValue = arrayOfInts[next]; next += 2; return retValue; public static void main(String s[]) { DataStructure ds = new DataStructure(); ds.printEven();

41 5. 내부 클래스 무명 클래스 (Anonymous Class) 클래스 몸체는 정의되어 있지만 이름이 없는 클래스
정의와 동시에 객체를 생성 클래스 이름이 없기 때문에 객체 생성은 단 한번만 가능하다. 코드 양을 줄일 수 있는 장점이 있다. 일반적으로 클래스 또는 interface 의 이름을 객체 생성 시에 사용하면서 추상 메소드들을 구현하여 사용한다. 클래스 이름을 적으면 그 클래스를 부모로서 상속을 받아 활용하겠다는 의미 Interface 이름을 적으면 그 인터페이스를 구현한다는 의미 부모 클래스 이름이나 인터페이스 이름

42 5. 내부 클래스 무명 클래스 (Anonymous Class) 예제 1 interface RemoteControl {
AnonymousClassTest.java interface RemoteControl { void turnOn(); void turnOff(); } public class AnonymousClassTest { public static void main(String args[]) { RemoteControl ac = new RemoteControl() { // 무명 클래스 정의 public void turnOn() { System.out.println("TV turnOn()"); public void turnOff() { System.out.println("TV turnOff()"); }; ac.turnOn(); ac.turnOff();

43 5. 내부 클래스 무명 클래스 (Anonymous Class) 예제 2 import javax.swing.*;
Test.java import javax.swing.*; import java.awt.event.*; class Test extends JFrame { private String preMessage = "The message is: "; public void setup() { setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); JButton b = new JButton("Push Me!"); final String message = "Button pressed."; b.addActionListener(new ActionListener() { private String name = this.getClass().getName(); public void actionPerformed(ActionEvent e) { System.out.println(Test.this.preMessage + message + " Message from " + name); } } ); getContentPane().add(b); pack(); show(); public static void main(String args[]) { Test f = new Test(); f.setup();