8. Interface, polymorphism

목차

8.1 인터페이스의 역할
8.2 인터페이스 선언
8.3 인터페이스 구현(1)
8.3 인터페이스 구현(2)
8.4 인터페이스 사용
8.5 타입변환과 다형성
- 필드 타입으로 인터페이스 사용 시 다형성이 구현되는 방법
8.6 인터페이스 상속
8.7 디폴트 메소드와 인터페이스 확장
참고자료

8.1 인터페이스의 역할

• 개발 코드가 어떤 객체를 이용해 메서드를 호출하려고 한다

  → 개발 코드가 객체를 직접 이용하는 게 아니라, 중간에 인터페이스를 둠

  → 인터페이스가 객체의 메서드를 호출하고, 리턴값을 넘겨줌

  → 개발 코드는 인터페이스를 통해 메서드 호출하고, 값을 리턴받음

• 개발 코드는 뒤편에 있는 객체가 어떤 객체인지 상관할 필요가 없음
• 그러므로, 객체에 문제가 있을 경우 이것만 다른 객체로 변경할 수 있고, 인터페이스만 바라보는 개발 코드는 문제 없음
• 인터페이스의 역할: 개발 코드를 수정하지 않고, 내부에 실제 사용되는 객체를 쉽게 이용하거나 변경할 수 있도록 도와줌

8.2 인터페이스 선언

• 자바의 상수: static final 타입 상수명
• 인터페이스의 모든 필드는 static final 특성을 가지고 있음 ⇒ 앞에 static final을 붙이지 않아도 기본적으로 상수 특성을 받음
• 상수 초기값 필수
• 인터페이스의 메서드도 선언만 있고 실행 블록은 없음 ⇒ 기본적으로 abstract 메서드로 해석됨
• default, static 메서드: 자바 8부터 추가
  • default 메서드: 메서드 실행 블록이 있음, 인터페이스에서 정의된 메서드지만 실행하려면 인터페이스 구현 객체가 필요
  • static 메서드: 메서드 실행 블록이 있음, 인터페이스를 통해 바로 호출 가능

• 데이터를 저장하지 않기 때문에: 실행 중 데이터를 저장하지 않음
• static {}과 같은 정적 블록을 작성할 수 없음
• 때문에, 상수(필드)값은 선언과 동시에 초기화 필수

• 개발 코드 → 인터페이스로 메서드 호출

  → 인터페이스는 자기가 참조하는 객체로 가서 인터페이스의 메서드를 재정의한 메서드를 실행시킴

  → 인터페이스는 객체에서 리턴값을 받아 개발코드로 리턴

• 인터페이스 내 추상메서드는 어떻게 호출한 것인가에 대한 방법만 제시함 ⇒ 실제 실행되는 코드는 객체가 가진 재정의된 메서드

• default 메서드: 실행 블록을 가지는 인터페이스 메서드

• 기본적으로 public 접근 제한이므로 생략하더라도 컴파일 과정에서 붙음

8.3 인터페이스 구현(1)

• 인터페이스 만으로는 실제 동작하는 프로그램을 만들 수 없음
• 인터페이스를 통해서 객체를 사용해야 하기 때문에, 객체가 있어야 함 ⇒ 인터페이스의 구현 객체
• 인터페이스의 구현 객체: 인터페이스의 추상메서드를 실제적으로 재정의한 객체
• 구현 클래스: 인터페이스의 구현 객체를 생성하는 클래스
• 과정: 구현 클래스 생성 → 구현 객체 생성 → 이 객체를 인터페이스에 대입 → 개발 코드에서 인터페이스를 사용해 객체의 재정의된 메서드 호출, 리턴 값 받음

• 위의 예시 코드에서처럼, RemoteControl 인터페이스에는 3개의 메서드가 정의되어 있는데, Television에는 그 일부인 2개의 메서드만 재정의 되었다면, Television 클래스는 추상클래스임(abstract)

  

  ⇒ 재정의되지 않은 RemoteControl의 setVolume() 메서드는 추상 메서드임

• 인터페이스의 모든 메서드는 public 접근 제한을 가짐

• 인터페이스도 하나의 타입이기 때문에, 인터페이스를 선언 후 간접적으로 구현 객체를 대입해 이용 가능
• 인터페이스를 구현한(implements) 어떤 구현 객체라도 인터페이스에 대입해 이용 가능-

8.3 인터페이스 구현(2)

• 익명 구현 객체: 이름이 없는 구현 객체

인터페이스 변수 = new 인터페이스() {
  // 인터페이스에 선언된 추상 메서드의 실제 메서드 선언
  // … 
};

• 코드에서 직접 이름이 없는 클래스를 만들고, 이 클래스로 객체를 생성한 다음 인터페이스 변수에 대입 가능
• 명시적 구현: 소스 파일을 생성하고, 그 안에 클래스를 선언하는 것
• 인터페이스는 객체의 사용 방법을 기술한 것이지, 객체 자체를 만들기 위한 설계도가 아니므로, new로 생성할 수 없음
• 하지만, new 인터페이스() {…}는 인터페이스의 생성자 호출이 아니라, {…} 안에 클래스를 선언하겠다는 뜻
• 즉, {…} 안에 필드, 생성자, 메서드를 선언하겠다는 뜻

• {…} 블록 안에서 선언된 것들은 블록 안에서만 사용되며, 블록을 벗어나서, 인터페이스 변수로 접근 불가

  ⇒ 인터페이스 변수가 접근할 수 있는 범위는 인터페이스에 선언된 추상 메서드, default 메서드 등에 국한되기 때문

• 결론적으로, new 인터페이스() {…} 는 인터페이스의 생성자를 호출하겠다는 뜻이 아니라, {…} 에 선언된 클래스의 생성자를 호출하겠다는 뜻
• 정리: {…}에 선언된 클래스가 인터페이스를 구현한다 ⇒ {…}에 선언된 클래스의 기본 생성자를 호출한 뒤 객체를 만들어서 인터페이스 변수에 대입한다

• 익명 구현 객체에 대한 바이트 코드 파일: 이 클래스 선언에 대한 바이트 코드 파일이 생성됨

  

  • window-show view - navigator

  

  • RemoteControlExample$1.class: RemoteControlExample에 선언된 익명 클래스에 대한 바이트코드 파일

  

  • RemoteControlExample$2.class: 익명 클래스를 하나 더 생성해 rc2 인터페이스 변수에 하나 더 대입하면 버전 2가 만들어짐

• 인터페이스 A로 객체를 사용할 수도 있고, 인터페이스 B로 객체를 사용할 수도 있음
• 해당 클래스 블록 안에는 인터페이스 A, B가 가진 모든 추상 메서들 재정의해서 실제 클래스로 가지고 있어야 함
• 즉, 이 객체는 두 개의 인터페이스로 사용이 가능

8.4 인터페이스 사용

• 인터페이스는 다양한 곳에서 사용 가능
• 인터페이스에 구현 객체를 대입하는 위치가 다양할 수 있음 ⇒ 어디서 대입됐냐에 따라 인터페이스 사용 위치가 달라질 수 있음

• 필드, 생성자의 매개변수, 메서드 구현 블록 내 로컬 변수, 메서드의 매개 변수로 사용 가능

  ⇒ 이 인터페이스를 구현한 어떠한 객체든 대입 가능

• 인터페이스 변수에 구현 객체 대입 후

  → 개발 코드에서 추상 메서드를 인터페이스를 통해 호출

  → 구현 객체의 재정의된 실제 메서드 호출됨

• 인터페이스는 개발 코드와 구현 객체의 중간에서 접점 역할, 즉 메서드 호출을 연결해 주는 역할을 함

• 자바 8에서 추가됨

• 인터페이스를 선언할 때, default 키워드를 넣고 메서드 선언 가능

  ⇒ 추상 메서드와는 달리 실행 블록을 가지고 있음

• default 메서드는 인터페이스 만으로 사용할 수 없음

  ⇒ setMute() 메서드를 호출하기 위해 인터페이스 객체로 바로 호출 불가

    RemoteControl.setMute(true); // X
  

  ⇒ 구현 객체가 반드시 인터페이스 변수에 대입되어야 사용 가능

    RemoteControl rc = new Television();
    rc.setMute(true);
  

• default 메서드는 구현객체(Television)의 인스턴스 멤버라고도 볼 수 있음

  ⇒ 구현 객체를 만들 때 인터페이스에 있는 default 메서드가 추가됨

• 정적 메서드 선언:
  • 자바 8에서 추가
  • 일반 클래스의 static 메서드 선언과 동일
  • 구현 객체 필요 없이, 인터페이스 객체 만으로 바로 사용 가능

8.5 타입변환과 다형성

• 상속을 이용해 다형성을 구현하듯, 인터페이스를 이용해 다형성 구현 가능 ⇒ 오히려 인터페이스를 이용한 다형성 구현이 더 많이 사용됨
• 인터페이스에도 타입 변환이 있음
• 클래스 A, B에 동일한 이름의 메서드가 있을 경우, 인터페이스 변수에 대입되는 클래스 타입만 바꾸면 그 이외 코드를 바꿀 필요가 없음

• 인터페이스를 매개 변수로 설정하면, 여러가지 구현 객체를 사용 가능

• 구현 객체를 인터페이스 변수에 넣어 자동 타입 변환시킴
• 점선 → : 인터페이스 상속
• 실선 → : 부모-자식 상속

필드 타입으로 인터페이스 사용 시 다형성이 구현되는 방법

• 코드는 변경하지 않고 그대로 사용하지만, 필드에 대입되는 구현 객체에 따라 결과가 다르게 나옴

• 인터페이스 A, A를 구현한 클래스 B, C

    A a = new B();
    B b = (B) a; // 가능: 애초에 a는 B타입 변수로 만들어졌으므로 복원 가능
  

    A a = new C();
    B b = (B) a; // 실행오류: C타입 변수 a는 B타입으로 변환 불가
    C c = (C) a; // 는 가능
  

• 왜 강제 타입을 하는가?

  ⇒ new Bus(); 를 대입한 vehicle은 인터페이스에 선언된 run() 메서드만 사용 가능하고, Bus에 선언된 checkFare() 메서드는 사용 불가

  ⇒ checkFare() 메서드를 사용하기 위해서는 강제 타입 변환 필요

• 강제 타입 변환 전, 구현 클래스 타입을 조사 후 코드를 실행해야 오류를 피할 수 있음
• instanceOf: 좌측 변수가 우측 객체로 만들어졌는지 조사함

8.6 인터페이스 상속

• 클래스는 다중 상속을 할 수 없지만, 인터페이스는 다중 상속 가능
• 어떤 클래스가 인터페이스 A를 implements할 경우, 인터페이스 A만 사용 가능
• 어떤 클래스가 인터페이스B를 implements할 경우, 인터페이스B만 사용 가능
• 어떤 클래스가 인터페이스 C를 implements할 경우, 인터페이스 A, B, C 전부 사용 가능

8.7 디폴트 메소드와 인터페이스 확장

• 인터페이스: 객체 사용 설명서, 메서드의 호출 정보를 제공

• default 메서드: 실행 코드까지 가지고 있음

  ⇒ 인터페이스와 default는 개념 자체가 서로 맞지는 않음

• 그런데 왜 자바 8에서는 인터페이스에 default 메서드를 허용했을까?

  1. 기존 인터페이스에 추상 메서드를 추가할 수 없음

     → 인터페이스에 새로운 추상 메서드를 하나 추가하면, 이걸 implements하고 있는 구현 클래스들이 전부 에러남

  2. default 메서드는 추상 메서드가 아님

     → 1. 에서 나타난 문제점을 default 메서드로 해결 가능

     → 인터페이스에는 이미 implemets 받은 클래스들이 에러날 걱정 없이 새 메서드 추가 가능

     → 구현 클래스는 필요에 따라 default 메서드 재정의 가능

• MyInterface 인터페이스에 default가 아닌 method2()를 추가하면, 기존에 implements 받은 구현 클래스들이 에러남 → 새 추상 메서드를 구현해야 하니까
• 그런데 인터페이스의 method2()에 default 키워드를 붙이면, 구현 클래스에서 구현을 해도, 안 해도 무방함

• 부모 인터페이스의 default 메서드를 → 자식 인터페이스에서 default 메서드로 재정의 가능
• 부모 인터페이스의 default 메서드 → 자식 인터페이스에서 추상 메서드로 재정의

참고자료

강의교안_8장.ppt