Java | 5-1 상속과 다형성

01. 상속의 개념

02. 클래스 상속과 객체

03. 상속과 접근 지정자

04. 상속과 생성자

 

# 상속

º 상속

- 상위 클래스의 특성(필드, 메소드)을 하위 클래스에 물려주는 것

- 슈퍼 클래스

→ 특성을 물려주는 상위 클래스

- 서브 클래스

→ 특성을 물려 받는 하위 클래스

→ 슈퍼 클래스에 자신만의 특성(필드, 메소드)을 추가

→ 슈퍼 클래스의 특성(메소드)을 수정 : 오버라이딩(overriding)

º 상속을 하는 이유는?

- 동일한 특성을 재정의하지 않고 서브 클래스를 정의할 수 있음

 

# 클래스 상속과 객체

º 상속 선언

public class Person {

}
public class Student extends Person {

}
public class StudentWorker extends Student {

}

º  자바 상속의 특징

- 다중 상속을 지원하지 않는다.

- 상속의 횟수에 제한을 두지 않는다.

- 계층구조의 최상위에 있는 클래스는 java.lang.Object 클래스이다.

 

# 상속의 장점

- 클래스 사이의 멤버 중복 선언 불필요 → 클래스의 간결화

- 클래스들의 계층적 분류로 클래스 관리 용이

- 클래스(필드, 메소드) 재사용과 확장을 통한 소프트웨어의 생산성 향상

 

# 자바 클래스 계층 구조

- 모든 클래스는 java.lang.Object 클래스를 자동으로 상속받는다.

 

(예제1) Point 클래스

public class Point {
	private int x, y;  //한 점을 구성하는 x, y좌표
	public void set(int x, int y) {
		this.x = x;
		this.y = y;
	}
	public void showPoint() {  //점의 좌표 출력
		System.out.println("(" + x + "," + y + ")");
	}
}

public class PointEx {
	public static void main(String[] args) {
		Point p = new Point();
		p.set(10, 20);
		p.showPoint();
	}
}

실행 결과 : (10, 20)

 

(상속 예제1) Point 클래스 -> ColorPoint 클래스

public class ColorPoint extends Point {
	private String color;  //점의 색
	public void setColor(String color) {
		this.color = color;
	}
	public void showColorPoint() {
		System.out.print(color);  //점의 색 출력
		showPoint();  //Point 클래스에서 정의된 showPoint() 호출
	}
}

public class PointEx2 {
	public static void main(String[] args) {
		Point p = new Point();
		p.set(10, 20);
		p.showPoint();
		
		ColorPoint cp = new ColorPoint();
		cp.set(3,  4); //좌표 지정
		cp.setColor("red");   //색 지정 
		cp.showColorPoint();  //점 출력
	}
}

실행 결과

(10, 20)

red(3, 4)

 

(예제2) TwoDShape (2차원 도형) 클래스

public class TwoDShape {
	public double width;
	public double height;
	public void showDim() {
		System.out.println("Width and height are " + width + " and " + height);
	}
}

public class Shapes {
	public static void main(String[] args) {
		TwoDShape shape = new TwoDShape();
		shape.width = 10;
		shape.height = 20;
		shape.showDim();
	}
}

실행 결과 : Width and height are 10.0 and 20.0

 

(상속 예제2) TwoDShape 클래스 -> Triangle 클래스

public class Triangle extends TwoDShape {
	public String style;
	public double area() {
		return width * height / 2;
	}
	public void showStyle() {
		System.out.println("Triangle is " + style);
	}
}

public class Shapes {
	public static void main(String[] args) {
		Triangle t1 = new Triangle();
		Triangle t2 = new Triangle();
		t1.width = 4.0;
		t1.height = 4.0;
		t1.style = "isosceles";
		
		t2.width = 8.0;
		t2.height = 12.0;
		t2.style = "right";
		
		System.out.println("Info for t1:");
		t1.showStyle();
		t1.showDim();
		System.out.println("Area is " + t1.area());
		System.out.println();
		
		System.out.println("Info for t2:");
		t2.showStyle();
		t2.showDim();
		System.out.println("Area is " + t2.area());
	}
}

실행 결과

Info for t1:
Triangle is isosceles
Width and height are 4.0 and 4.0
Area is 8.0

 

Info for t2:
Triangle is right
Width and height are 8.0 and 12.0
Area is 48.0

 

(상속 예제3) TwoDShape 클래스 -> Rectangle 클래스

public class Rectangle extends TwoDShape {
	public boolean isSquare() {
		if(width == height) return true;
		return false;
	}
	
	public double area() {
		return width * height;
	}
}

# 서브 클래스의 객체와 멤버

- 서브 클래스의 객체는 슈퍼 클래스의 멤버도 포함

- 슈퍼 클래스의 private 멤버는 상속되지 않음

→ 서브 클래스에서 직접 접근 불가

→ 슈퍼 클래스의 메소드를 통해서만 접근 가능 (getter/setter 메소드 이용)

- 서브 클래스 객체에 슈퍼 클래스 멤버가 포함되므로 슈퍼 클래스 멤버의 접근은 서브 클래스 멤버 접근과 동일

 

# 상속과 접근 지정자

º 자바의 접근 지정자

- public, protected, default, private

(상속 관계에서 주의할 접근 지정자는 private와 protected)

º private 멤버

- 슈퍼 클래스의 private 멤버는 서브 클래스를 포함한 다른 모든 클래스에서 접근할 수 없다.

º protected 멤버

- 같은 패키지 내의 모든 클래스에서 접근할 수 있다.

- 동일 패키지 여부와 상관 없이 서브 클래스에서 슈퍼 클래스의 멤버에 접근할 수 있다.

 

# 슈퍼 클래스 멤버의 접근 지정자

	default	private	protected	public
같은 패키지의 클래스	O	X	O	O
같은 패키지의 서브 클래스	O	X	O	O
다른 패키지의 클래스	X	X	X	O
다른 패키지의 서브 클래스	X	X	O	O

(참고) 패키지를 사용하려면

- 프로젝트를 생성하고, class를 정의하기 전에 패키지를 만든다. 만들어 놓은 패키지 속에 class 들을 만들면 된다.

- 패키지 속에 클래스를 생성하면, 패키지명이 자동 생성된다.

- 패키지 밖의 클래스를 상속할 때는 어떤 패키지의 어떤 클래스를 상속하는가를 import 문을 통해 써 주어야 한다.

package PackageB;
import PackageA.A;  // 클래스 A가 있는 곳 명시
public class B extends A{
	void set() {
    	i = 1; // default 멤버, 오류
        pro = 2;
        pri = 3; // private 멤버, 오류
        pub = 4;
    }
}

- 클래스 B는 클래스 A를 상속받기 때문에 import PackageA.A를 써 주어야 하지만, ABDemo2 에서는 클래스 A의 이름을 언급하지 않으므로 그렇게 할 필요가 없다.

package PackageB;
public class ABDemo2 {
	public static void main(String[] args) {
    	B b = new B();
        b.set();
    }
}

 

# 슈퍼 클래스와 서브 클래스의 생성자 간의 호출 및 실행 관계

- 서브 클래스의 생성자가 먼저 호출되지만, 계속하여 슈퍼 클래스의 생성자를 호출하고, 최상위 슈퍼 클래스의 생성자가 실행되면서 아래로 최하위 서브 클래스의 생성자가 실행되는 과정을 거침.

 

# case1 : 슈퍼클래스(기본생성자), 서브클래스(기본생성자)

- 서브 클래스의 생성자가 기본생성자인 경우 컴파일러는 자동으로 슈퍼클래스의 기본생성자와 짝을 맺는다.

- 생성자가 이미 정의되어 있는 경우, 기본 생성자는 자동 생성되지 않는다.

class A {
	public A() {  // 기본 생성자
    	System.out.println(" 생성자 A");
    }
    public A(int x) {  // 매개 변수가 한 개인 생성자
    	// ....
    }
}

class B extends A {
	public B() {  // 기본 생성자
    	System.out.println("생성자 B");
    }
}

public class ConstructorEx2 {
	public static void main(String args[]) {
    	B b;
        b = new B();
    }
}

실행 결과

생성자 A

생성자 B

 

# case3 : 서브클래스에 매개변수가 있는 생성자는 슈퍼클래스의 기본생성자와 짝을 이룸

class A {
	public A() {  // 기본 생성자
    	System.out.println("생성자 A");
    }
    public A(int x) {  // 매개 변수가 한 개인 생성자
    	System.out.println("매개변수 생성자 A");
    }
}

class B extends A {
	public B() {  // 기본 생성자
    	System.out.println("생성자 B");
    }
    public B(int x) {  // 매개 변수가 한 개인 생성자
    	System.out.println("매개변수 생성자 B");
    }
}

public class ConstructorEx2 {
	public static void main(String args[]) {
    	B b;
        b = new B(5);
    }
}

실행 결과

생성자 A

매개변수 생성자 B

 

# super()

- 서브 클래스에서 명시적으로 슈퍼 클래스의 생성자를 선택 호출할 때 사용

- 사용 방식

→ super(parameter);

→ 인자를 이용하여 슈퍼 클래스의 적당한 생성자 호출

→ 반드시 서브 클래스 생성자 코드의 제일 첫 라인에 와야 한다.