[자바] 추상클래스와(abstract class) 와 인터페이스(interface)

추상클래스 와 인터페이스는 언제 사용하면 될까요?

추상클래스, 인터페이스는 혼자서는 인스턴스화 될 수 없으면 자바에서 상속을 위해 사용할 수 있는 기법입니다.

그럼 언제 추상클래스를 사용하고 인터페이스를 사용할까요?

자바8+ 이상부터는 인터페이스의 큰 변화가 생겼지만  (java 8 interface change) 여기서는 논외로 두겠습니다.

우선 추상 클래스 와 인터페이스의 스펙상 차이점을 알아보겠습니다.

추상클래스

• 단일 상속
• 추상 메서드와 구현 메서드 두 가지 모두를 가질 수 있음
• 접근제어자 public,private,protected 메서드,변수를 가질 수 있음

인터페이스

• 다중 상속
• 메서드 바디를 가질 수 없음
• 접근제어자는 public 메서드 만 가능 (접근제어자 생략시 default 값이 public), 클래스(static) 변수, 상수(final) 만 가질 수 있음

간단하게 살펴보면 위와 같은 차이점이 있습니다.

그렇기 때문에 다중상속을 사용하기 위해서는 인터페이스를 사용하면 되고 public 외 접근제어자를 가지는 메서드 또는 메서드 구현하기 위해서는 추상 클래스를 사용하면 됩니다.

하지만 더 이야기하고 싶은건 OOP 관점에서 본 차이점입니다. 결국 상속(extends) 과 구현(implements)을 언제 사용하느냐 인가죠

클래스 상속(Extends)

• IS - A
• 연관 관계가 깊은 여러 클래스들의 코드 재사용 관점
  
  

인터페이스 구현(Implements)

• HAS-A
• 객체의 메세지 추상화 관점
  
  

위에 업근한 내용이 딱 와닿지 않고 막연합니다.^^;

언제나 그렇듯이 개발자는 코드로 살펴보는 게 이해하기 좋습니다. 아주 간단한 시나리오가 있고 모델링을 해보겠습니다.

시나리오

"독수리와 올빼미가 있습니다. 날카로운 부리 와 날개를 가지고 있고 하늘을 날 수 있습니다."

Eagle.java

public class Eagle {
    private static final String KO_NAME = "독수리";
 
    private Beak a;
 
    private Wing b;
 
    public Eagle() {
        this.a = new Beak();
        this.b = new Wing();
    }
    public void fly() {
        System.out.println(KO_NAME + " 하늘을 날다.");
    }
}
 

Owl.java

public class Owl {
    private static final String KO_NAME = "올빼미";
 
    private Beak a;
 
    private Wing b;
 
    public Owl() {
        this.a = new Beak();
        this.b = new Wing();
    }
    public void fly() {
        System.out.println(KO_NAME + " 하늘을 날다.");
    }
}

Main.java

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Eagle e = new Eagle();
        Owl o = new Owl();
 
        e.fly();
        o.fly();
    }
}

OUTPUT:

독수리 하늘을 날다.

올빼미 하늘을 날다.

살펴보면 Eangle.java 와 Owl.java에 코드에 중복이 많이 보입니다. 그래서 Bird 라는 추상 클래스를 만들어 상속해 보겠습니다.

Bird.java

public abstract class Bird {
    protected final String koName;
 
    private Beak a;
 
    private Wing b;
 
    public Bird(Beak a, Wing b, String koName) {
        this.a = a;
        this.b = b;
        this.koName = koName;
    }
    public void fly() {
        System.out.println(koName + " 하늘을 날다.");
    }
}

Eagle.java

public class Eagle extends Bird {
    public Eagle(String koName) {
        super(new Beak(), new Wing(), koName);
    }
}
 

Owl.java

public class Owl extends Bird {
    public Owl(String koName) {
        super(new Beak(), new Wing(), koName);
    }
}

Main.java

 public static void main(String[] args) {
        Bird e = new Eagle("독수리");
        Bird o = new Owl("올뺴미");
 
        e.fly();
        o.fly();
    }

Bird.java 에 중복되는 코드를 옮기고 Eagle.java, Owl.java 에 코드가 간결해 졌습니다. 추가로 어떠한 새가 추가 되어도 IS-A 가 성립한다면 Bird 클래스를 상속 받으면 됩니다.

제비 is Bird

까마귀 is Bird

제비와 까마귀 클래스를 추가하는일도 쉬워 졌습니다.

그런데 만약에 펭귄을 추가 한다면 어떻게 될까요?

Peguin.java

public class Peguin extends Bird {
    public Peguin(String koName) {
        super(new Beak(), new Wing(), koName);
    }
}

Main.java

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Bird p = new Peguin("팽귄");
        p.fly();
    }
}

OUTPUT:

펭귄 하늘을 날다.

분명 펭귄은 부리와 날개를 가지고 있는 새입니다.

펭귄은 is Bird 도 성립됩니다.

하지만 펭귄이 하늘을 날 수 있을까요? 독수리와 올빼미는 하늘을 날 수 있는 능력이 있습니다. 날개를 펴고 접는 방법은 서로 다르겠지만 

어쨌든 하늘을 날수 있습니다. 하지만 펭귄은 날수 없죠 결국 이런 부분이 인터페이스 대상이 되게 됩니다. 다시 코드를 변경해 보겠습니다.

FlyBehavior.java

public interface FlyBehavior {
    void fly();
}

SwimBehavior.java

public interface SwimBehavior {
    void swim();
}
 

Peguin.java

public class Peguin extends Bird implements SwimBehavior {
    public Peguin(String koName) {
        super(new Beak(), new Wing(), "펭귄");
    }
 
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(super.koName + " 수영을 하다.");
    }
}

Eagle.java

public class Eagle extends Bird implements FlyBehavior {
    public Eagle(String koName) {
        super(new Beak(), new Wing(), koName);
    }
 
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(koName + " 하늘을 날다.");
    }
}
 

Main.java

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SwimBehavior p = new Peguin("팽귄");
 
        FlyBehavior f = new Eagle("독수리");
 
        p.swim();
 
        f.fly();
    }
}

OUTPUT:

펭귄 수영을 하다.

독수리 하늘을 날다.

결국 추상 클래스는 변경되지 않을 유전적(?) 형태에 대한 클래스들의 코드의 중복제거와 재사용에 이용되고

 -> 독수리,펭귄,오리,참새 모든 새는 부리와 날개를 가지고 있다.

인터페이스는 객체의 행위에 대한 메세지 수신여부에 사용하면 됩니다.

 -> 독수리와, 참새와 같은 객체들은 "하늘늘 날아라" 라는 메세지를 받고 처리 할 수 있지만

     펭귄은 해당 메세지를 받을 수 없다.