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[Java] 상속

상속 Inheritance

기존의 클래스를 재사용하여 새로운 클래스를 작성하는 것.

코드의 재사용성을 높이고 코드의 중복을 제거하여 프로그램의 생산성과 유지보수에 크게 기여한다.

새로 작성하고자 하는 클래스의 이름 뒤에 상속받고자 하는 클래스의 이름을 키워드 'extends'와 함께 써주기만 하면 된다.

public class Child extends Parent { }

Child 와 Parent는 서로 상속 관계에 있다.

상속 관계

클래스 간의 관계에는 부모와 자식의 관계(상속 관계)와 포함 관계만이 존재한다.

  • 자손 클래스 :  상속 받는 클래스. 자식(Child) / 하위(Sub) / 파생된(Derived) 클래스.

     조상 클래스의 모든 멤버를 상속받는다. = 생성자와 초기화 블럭은 상속되지 않는다.

     자손 클래스의 멤버 개수 >= 조상 클래스의 멤버 개수

  • 조상 클래스 :  상속해주는 클래스. 부모(Parent) / 상위(Super) / 기반(Base) 클래스
public class Parent {
    int parentIv;
}

public class Child extends Parent {
    void method() {}
}

ParentChild
memberparentIvparentIv, method()

코드 중복 최소화

같은 내용의 코드를 하나 이상의 클래스에 중복적으로 추가해야 하는 경우, 상속 관계를 이용해서 코드의 중복을 최소화.

public class Parent { int pIv;}
public class Child1 extends Parent {}
public class Child2 extends Parent { int cTowIv; }
public class BigChild extends Child1 {}

ParentChild1Child2BigChild
memberpIvpIvpIv, cTowIvpIv

자손 클래스의 인스턴스를 생성하면 조상 클래스의 멤버와 자손 클래스의 멤버가 합쳐진 하나의 인스턴스로 생성된다.

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

        Child child = new Child();
        child.cIv = 10;
        child.pIv = 2;

        System.out.println(child.cIv + ", " + child.pIv); // 10, 2
    }
}

class Parent { int pIv; }
class Child extends Parent { int cIv; }

포함 관계

한 클래스의 멤버변수로 다른 클래스 타입의 참조변수를 선언하는 것.

하나의 거대한 클래스를 작성하는 것보다 단위 별로 여러 개의 클래스를 작성한 다음, 단위 클래스들을 포함관계로 재사용하는 것이 편리하다.

public class Point { int x, y; }
public class Brush { ... }

public class Drawing {
    Point p = new Point();
    Brush b = new Brush();
    int circle;
}
  • 클래스간의 관계 결정하기

     프로그램에 사용되는 모든 클래스를 분석하여 가능한 많은 관계를 맺어 주도록 노력해서 코드의 재사용성을 높여야 한다.

     두 클래스 사이에 다음 문장을 넣어서 비교해보면 어떤 관계를 맺어줄 지 알 수 있다.

상속관계~은 ~이다is - a
포함관계~은 ~을 가지고 있다has - a
public class Animal { ... }
public class Heart { ... }

public class Dog extends Animal {    // Dog is an Animall
    Heart m = new Heart();           // The Dog has a Heart
}

단일상속 Single Inheritance

다중상속(Multiple Inheritance)을 허용하면 클래스간의 관계가 매우 복잡해지며,

서로 다른 클래스로부터 상속받은 멤버간의 이름이 같은 경우 구별할 수 없다는 단점이 있다.

단일 상속은 클래스간의 관계를 보다 명확하게 하고 코드를 더욱 신뢰할 수 있게 만든다.

다중상속을 허용하지 않는 대신 포함 관계를 이용할 수 있다.

Object 클래스

모든 클래스의 조상.

모든 클래스 상속계층도의 최상위에 있는 조상 클래스.

상속받지 않는 클래스에는 컴파일러가 자동적으로 Object 클래스로부터 상속받도록 한다.

public class Parent extends Object { }

오버라이딩 Overriding

조상 클래스로부터 상속받은 메서드의 내용을 변경하는 것.

public class Parent {
    int parentMethod() {
        return 1;
    }
}

public class Child extends Parent {
    @Override
    int parentMethod() {
        return 2;
    }
}

조건

자손클래스에서 오버라이딩하는 메서드는 조상 클래스의 메서드와 선언부가 서로 일치해야 한다. (반환타입, 이름, 매개변수)

* JDK1.5부터 공변 반환타입(Convariant return type) 추가. 반환 타입을 자손 클래스의 타입으로 변경 가능.

public class Parent {
    int parentMethod() { return 1;}
}

public class Child extends Parent {
    int parentMethod() { return 2; }	   // Override
    int parentMethod(int x) { ... }      // No Override
}

접근 제어자는 조상 클래스의 메서드보다 범위가 넓거나 같아야 한다.

public class Parent {
    protected int parentMethod() { return 1;}
}

public class Child extends Parent {
    @Override
    private int parentMethod() { return 2; }	   // error. protected or public
}

예외는 조상 클래스의 메서드보다 많이 선언할 수 없다.

public class Parent {
    int parentMethod() throws IOException { return 1;}
}

public class Child extends Parent {
    @Override
    int parentMethod() throws Exception { return 2; }	   // error. Excption > IOException
}

인스턴스 메서드를 static메서드 또는 그 반대로 변경할 수 없다.

오버로딩 vs. 오버라이딩

오버로딩 overloading :  기존에 없는 새로운 메서드를 정의하는 것 (new)

오버라이딩 overriding :  상속받은 메서드의 내용을 변경하는 것 (change, modify)

public class Parent {
    void parentMethod() {}
}

public class Child extends Parent {
    @Override
    void parentMethod() { ... }	 //  overriding
    void parentMethod(int x) {}  //  overloading
}

super

자손 클래스에서 조상 클래스로부터 상속받은 멤버를 참조하는 데 사용되는 참조 변수

자손 클래스가 조상 클래스를 오버라이딩한 경우에 super를 사용한다.

조상 클래스의 멤버와 자손 클래스의 멤버가 중복 정의되어 서로 구별해야 하는 경우에만 사용하는 것이 좋다.

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

        Child c = new Child();
        c.childMethod(); // super.iv=1, this.iv=iv=2
    }
}

class Parent { int iv = 1; }
class Child extends Parent {
    int iv = 2;

    void childMethod() {
        System.out.println(super.iv + ", " + this.iv + ", " + iv);
    }
}

조상 클래스의 메서드의 내용에 추가적으로 작업을 덧붙일 경우, super를 사용해서 조상 클래스의 메서드를 포함시키는 것이 좋다.

public class Parent {
    int x;
    int parentMethod() {
        return x + 1;
    }
}

public class Child extends Parent {
    @Override
    int parentMethod() {
        return super.parentMethod() + 3;
    }
}

super()

조상 클래스의 생성자.

생성자의 첫 줄에서 호출한다.

자손 클래스의 멤버가 조상 클래스의 멤버를 사용할 수도 있으므로 조상 클래스의 멤버변수는 조상의 생성자에 의해 초기화되도록 해야 한다.

Object 클래스를 제외한 모든 클래스의 생성자는 첫 줄에 반드시 자신의 다른 생성자 this() 또는 조상의 생성자 super()를 호출해야 한다.

그렇지 않으면 컴파일러가 자동적으로 super()를 생성자의 첫 줄에 삽입한다.

조상 클래스에 생성자가 정의되어 있지 않은 경우 기본 생성자가 호출된다.

public class Parent {
    // Parent();
}
public class Child extends Parent {
    Child(){
        // super();
    }
}

조상 클래스에 기본 생성자를 정의하지 않고 다른 생성자를 정의해둘 경우 컴파일 에러가 발생한다.

public class Parent {
    Parent(int x) {}
}
public class Child1 extends Parent {
    Child1(){
	super();    // error
    }
}
public class Child2 extends Parent {
    Child2(int x, int y){
	super(x);   // Parent(int x)
    }
}

참고 서적: 자바의 정석 3판