[Do it! 점프 투 자바] 05. 객체 지향 프로그래밍 (상속 / 메서드 오버라이딩과 오버로딩 요약)

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05-05 상속

 

 

 

 

 

상속

 

자바에는 자식 클래스가 부모 클래스의 기능을 그대로 물려받을 수 있는 상속(inheritance) 기능이 있다. 

class Animal {
    String name;

    void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

class Dog extends Animal {               // Animal 클래스 상속
}

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.setName("poppy");            // [setName 메서드를 사용하는 이유] 아래 설명 참고
        System.out.println(dog.name);
    }
}

 

Dog 클래스에서 Animal 클래스를 상속하기 위해 extends 키워드를 사용했다. 

setName 메서드를 사용해 name 변수에 'poppy'라는 문자열을 설정하여 그 값을 출력했다. 

 

 dog.setName("poppy");

Dog 클래스에 객체 변수인 name과 setName 메서드를 만들지 않아도

Animal 클래스를 상속했기 때문에 예제에서 보듯이 그대로 사용 가능하다. 

 

 

 

setName 메서드를 사용하는 이유 

1. 데이터 은닉 (Data Encapsulation)
   - 데이터 은닉은 객체 내부의 데이터나 상태를 외부에서 직접 접근하지 못하도록 보호하는 개념이다. 클래스 내의 데이터는 주로 private 접근 제어자를 사용하여 외부에서 접근할 수 없게 하고, 데이터에 접근하려면 메서드를 통해야 한다. 이것은 클래스의 내부 구현을 외부에 감추고 객체를 안전하게 사용할 수 있게 한다.
2. 캡슐화 (Encapsulation) 
   - 캡슐화는 데이터와 해당 데이터를 조작하는 메서드를 하나로 묶는 것을 의미한다. 즉, 데이터와 데이터를 다루는 메서드를 함께 묶어서 객체를 형성한다는 의미인데, 이렇게 하면 데이터와 관련된 모든 동작을 객체 내에서 관리할 수 있으며, 객체를 사용하는 코드에서는 객체의 메서드를 호출하여 데이터를 조작할 수 있다.

setName 메서드를 사용하면 ① 클래스 내부의 name 변수에 대한 접근을 외부로부터 제어할 수 있으며, ② 데이터를 안전하게 설정할 수 있다. 또한 나중에 클래스 내부 구현을 변경할 때 ③ 변경 내용을 setName 메서드 내부에 캡슐화할 수 있어서, 외부 코드에 영향을 덜 주면서 유지 보수가 쉬워집니다.

간단히 말해서, setName 메서드를 사용하면 데이터를 안전하게 다룰 수 있고, 클래스의 내부 구현을 숨길 수 있으며, 코드의 유지 보수성을 높일 수 있습니다.

 

 

 

Dog 클래스는 Animal 클래스를 상속했기 때문에 Animal 클래스보다 하위 개념이라고 할 수 있다.

그러므로 '개(Dog)는 동물(Animal)이다' 라고도 표현할 수 있다.

 

자바는 이런 관계를 IS-A 관계라고 표현한다. 

Dog is a Animal (개는 동물이다) 

 

Animal dog = new Dog();   // Dog is Animal
Dog dog = new Animal();   // 컴파일 오류 발생

IS-A 관계 (상속 관계) 경우 자식 클래스의 객체는 부모 클래스의 자료형인 것처럼 사용할 수 있다. 

 

 

 

 

 

메서드 오버라이딩 (Overriding)

 

Animal, Dog, HouseDog 클래스를 정의하고 

HouseDog 객체를 생성한 다음	HouseDog houseDog = new HouseDog();
setName 메서드로 이름을 지정한 뒤	houseDog.setName("happy");
sleep 메서드를 호출해	houseDog.sleep();

"happy zzz in house"를 출력한다.

 

 

 

빨간 테두리로 표시된 두 클래스 중에 호출되는 것은 HouseDog 클래스의 sleep 메서드이다. 

 

부모 클래스의 메서드를 자식 클래스가 동일한 형태로 또다시 구현하는 행위를 

메서드 오버라이딩 (method overriding) 이라고 한다.

 

말 그대로 '메서드 덮어쓰기' 라고 할 수 있다.

 

 

부모님으로부터 가게(클래스)를 물려받아 새로운 메뉴(메서드)를 추가하거나 비유하는 것으로

객체 지향 프로그래밍에서 상속과 다형성을 구현하는 메서드 오버라이딩을 설명할 수 있다. 

 

아니면 오버라이딩이니까 오토바이를 자식에게 물려준다고 이해하면 어떨까..요   원래 이렇게 해야 기억에 잘 남는다

 

 

 

1. 부모 클래스 (상위 클래스): 부모님으로부터 가게를 물려받은 클래스로 일반적인 동작, 메뉴를 가지고 있을 수 있다.
2. 자식 클래스 (하위 클래스): 자식이 부모로부터 가게를 물려받은 후, 새로운 메뉴를 추가하거나 기존 메뉴를 변경할 수 있는 클래스. 이 클래스는 부모 클래스의 메서드를 오버라이딩하여 새로운 동작을 제공할 수 있다.
3. 메서드 오버라이딩 (Method Overriding): 자식 클래스에서 부모 클래스로부터 상속받은 메서드의 내용을 변경하거나 확장하는 것으로, 자식 클래스에서 새로운 구현을 제공하고 부모 클래스의 동작을 재정의한다.
4. 새로운 기능 추가: 자식 클래스는 부모 클래스에서 상속받은 메서드를 확장하여 새로운 기능을 추가할 수 있다.
   새로운 메뉴 항목을 메뉴에 추가하는 것과 유사하다고 볼 수 있다.
5. 동작 변경: 자식 클래스는 부모 클래스에서 상속받은 메서드를 오버라이딩하여 동작을 변경할 수 있다.
   메뉴 항목의 조리 방법을 변경하는 것과 유사하다.

 

 

 

 

 

메서드 오버로딩 (method overloading)

 

이상한 오토바이 사진까지 가져오면서(?) 오버라이딩을 설명했다면 

같은 이름의 메소드를 중복하여 정의하는 메서드 오버로딩 (Overloading) 차례가 왔다. 

 

자바에서는 원래 한 클래스 내에 같은 이름의 메서드를 둘 이상 가질 수 없지만, 

매개변수의 개수나 타입을 다르게 하면 하나의 이름으로 메서드를 작성할 수 있다. 

 

생소하다고 생각이 들면 메서드 오버로딩의 가장 대표적인 예시인 println() 메서드를 생각해보자. 

 

 

 

class Dog extends Animal {
    void sleep() {
        System.out.println(this.name + " zzz");
    }
}

class HouseDog extends Dog {
    void sleep() {
        System.out.println(this.name + " zzz in house");
    }
}

이미 sleep이라는 메서드가 있지만 동일한 이름의 메서드를 또 생성할 수 있다. 

단, 메서드의 입력 항목이 다를 경우에만 가능하다. 

 

void sleep(int hour) {
    System.out.println(this.name+" zzz in house for " + hour + " hours");
}

새로 만든 sleep 메서드는 입력 항목으로 hour라는 int 자료형이 추가됐다.

 

 

 

 

 

class Calculator {
    int add(int a, int b) {                  // int
        return a + b;
    }

    double add(double a, double b) {         // double
        return a + b;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Calculator calculator = new Calculator();
        
        int result1 = calculator.add(5, 10);            // int 타입 매개변수 호출
        double result2 = calculator.add(3.5, 2.7);      // double 타입 매개변수 호출
        
        System.out.println("Result 1: " + result1);
        System.out.println("Result 2: " + result2);
    }
}

 

Calculator 클래스는 add 메서드를 오버로딩하고 있다.

동일한 메서드 이름을 사용해 서로 다른 데이터 유형을 처리하는 예시이다. 

 

메서드 오버로딩 특징

메서드 이름 동일 : 오버로딩된 메서드들은 모두 동일한 이름을 가진다. 매개변수 목록 다름 : 오버로딩된 메서드들은 매개변수의 종류, 순서, 또는 개수가 서로 다르다. 반환 유형은 오버로딩에 영향을 주지 않음  : 반환 유형(리턴 타입)만 다른 경우는 오버로딩이 아니다. 매개변수의 차이가 있어야 한다.

[ 정상 ]

class Calculator {
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }
}

 하나는 int, 다른 하나는 double 매개변수를 받고 있어 오버로딩이 정상적으로 동작한다. 

 

 

[ 오류 ]

class Calculator {
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    double add(int a, int b) {
        return (double)(a + b);
    }
}

add 메서드가 정의되어 있지만, 매개변수의 타입이 int로 같은 것을 볼 수 있다. 
return 타입(반환 유형)만 다를 뿐이어서 컴파일 오류가 발생한다. 

 method add(int,int) is already defined in class Calculator 

 

동일한시그니처(매개변수의 타입과 개수)를 가진 메서드가 이미 클래스에 정의되어 있다는 
메시지가 표시된다.

 

 

 

메서드 오버로딩 장점

명확한 메서드 호출  : 메서드 이름이 같기 때문에, 클라이언트 코드는 각각의 오버로딩된 메서드를 구분하지 않고 사용할 수 있다. 메서드 호출 다양성   : 서로 다른 타입의 데이터를 다룰 수 있게 해주므로, 메서드 호출 다양성을 제공