포스트

상속

게시
By tonyleekorea 20 분읽는 시간

상속의 개념

상속(inheritance)이란?

  • 상속(inheritance)이란 기존의 클래스에 기능을 추가하거나 재정의하여 새로운 클래스를 정의하는 것을 의미한다. 이러한 상속은 캡슐화, 추상화와 더불어 객체 지향 프로그래밍을 구성하는 중요한 특징 중 하나이다.
  • 상속을 이용하면 기존에 정의되어 있는 클래스의 모든 필드와 메소드를 물려받아, 새로운 클래스를 생성할 수 있다.
  • 이때 기존에 정의되어 있던 클래스를 부모 클래스(parent class) 또는 상위 클래스(super class), 기초 클래스(base class)라고도한다.
  • 그리고 상속을 통해 새롭게 작성되는 클래스를 자식 클래스(child class) 또는 하위 클래스(sub class), 파생 클래스(derived class)라고도 한다.

상속의 장점

  • 자바에서 클래스의 상속은 다음과 같은 장점을 가진다.

    1. 기존에 작성된 클래스를 재활용할 수 있다.

    2. 자식 클래스 설계 시 중복되는 멤버를 미리 부모 클래스에 작성해 놓으면, 자식 클래스에서는 해당 멤버를 작성하지 않아도 된다.

    3. 클래스 간의 계층적 관계를 구성함으로써 다형성의 문법적 토대를 마련한다.

자식 클래스(child class)

  • 자식 클래스(child class)란 부모 클래스의 모든 특성을 물려받아 새롭게 작성된 클래스를 의미한다.
  • 자바에서 자식 클래스는 다음과 같은 문법을 통해 선언한다.
1
2

// 문법
class 자식클래스이름 extend 부모클래스이름 { ... }
  • 다음 그림은 부모 클래스와 자식 클래스 간의 포함 관계를 나타낸 그림이다.

이미지

  • 이처럼 부모 클래스는 자식 클래스에 포함된 것으로 볼 수 있다. 따라서 부모 클래스에 새로운 필드를 하나 추가하면, 자식 클래스에도 자동으로 해당 필드가 추가된 것처럼 동작한다.
  • 자식 클래스에는 부모 클래스의 필드와 메소드만이 상속되며, 생성자와 초기화 블록은 상속되지 않는다.
  • 또한, 부모 클래스의 접근 제어가 private이나 default로 설정된 멤버는 자식 클래스에서 상속받지만 접근할 수는 없다. private 멤버는 상속은 받지만 접근할 수 없고, default로 설정된 멤버는 같은 패키지 내에서만 접근할 수 있다.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

class Parent {
	private int a = 10;		// private 필드
	public int b = 20;		// public 필드
}

class Child extends Parent {
	public int c = 30;		// public 필드
	void display() {
		// System.out.println(a);	// ① 상속받은 private 필드 참조
		System.out.println(b);		// ② 상속받은 public 필드 참조
		System.out.println(c);		// ③ 자식 클래스에서 선언한 public 필드 참조
	}
}

public class prog {
	public static void main(String[] args) {
		Child ch = new Child();
		ch.display();
	}
}

이미지

  • 위 예제의 ②번 라인에서는 자식 클래스의 메소드에서 부모 클래스에서 상속받은 public 필드를 참조하고 있다. 이처럼 자식 클래스에서 따로 선언하지 않은 필드라도 해당 이름의 필드를 부모 클래스에서 상속받았다면 문제가 없다.
  • 하지만 주석 처리된 ①번 라인처럼 해당 필드가 부모 클래스의 private 필드라면 접근할 수 없으므로, 오류를 발생시킬 것이다.
  • 또한, 자식 클래스에서는 ③번 라인처럼 자신만의 필드나 메소드를 선언하여 사용할 수 있다.
  • 자바에서 클래스는 단 한 개의 클래스만을 상속받는 단일 상속만이 가능하다.

Object 클래스

  • 자바에서 Object 클래스는 모든 클래스의 부모 클래스가 되는 클래스이다. 따라서 자바의 모든 클래스는 자동으로 Object 클래스의 모든 필드와 메소드를 상속받게 된다.
  • 즉, 자바의 모든 클래스는 별도로 extends 키워드를 사용하여 Object 클래스의 상속을 명시하지 않아도 Object 클래스의 모든 멤버를 자유롭게 사용할 수 다.
  • 자바의 모든 객체에서 toString()이나 clone()과 같은 메소드를 바로 사용할 수 있는 이유가 해당 메소드들이 Object 클래스의 메소드이기 때문이다.
  • Object 클래스에 대한 더 자세한 사항은 자바 Object 클래스에서 확인할 수 있다.


super와 super()

super 키워드

  • super 키워드는 부모 클래스로부터 상속받은 필드나 메소드를 자식 클래스에서 참조하는 데 사용하는 참조 변수이다.
  • 인스턴스 변수의 이름과 지역 변수의 이름이 같을 경우 인스턴스 변수 앞에 this 키워드를 사용하여 구분할 수 있었다.
  • 이와 마찬가지로 부모 클래스의 멤버와 자식 클래스의 멤버 이름이 같을 경우 super 키워드를 사용하여 구별할 수 있다. 이렇게 자바에서는 super 참조 변수를 사용하여 부모 클래스의 멤버에 접근할 수 있다.
  • this와 마찬가지로 super 참조 변수를 사용할 수 있는 대상도 인스턴스 메소드뿐이며, 클래스 메소드에서는 사용할 수 없다.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

// 예제
class Parent { int a = 10; }

class Child extends Parent {

    void display() {
        System.out.println(a);
        System.out.println(this.a);
        System.out.println(super.a);
    }
}

public class Inheritance02 {
    public static void main(String[] args) {
        Child ch = new Child();
        ch.display();
    }
}

이미지

  • 위의 예제에서 int형 변수 a는 부모 클래스인 Parent 클래스에서만 선언되어 있다. 따라서 지역 변수와 this 참조 변수 그리고 super 참조 변수 모두 같은 값을 출력한다.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

class Parent {
	int a = 10;
}

class Child extends Parent {
	int a = 20;
	
	void display() {
		System.out.println(a);
		System.out.println(this.a);
		System.out.println(super.a);
	}
}

public class prog {
	public static void main(String[] args) {
		Child ch = new Child();
		ch.display();
	}
}

이미지

  • 하지만 위의 예제에서 int형 변수 a는 자식 클래스인 Child 클래스에서도 선언되어 있다. 따라서 지역 변수와 this 참조 변수는 자식 클래스에서 대입된 값을 출력하며, super 참조 변수만이 부모 클래스에서 대입된 값을 출력하게 된다.

super() 메소드

  • this() 메소드가 같은 클래스의 다른 생성자를 호출할 때 사용된다면, super() 메소드는 부모 클래스의 생성자를 호출할 때 사용된다.
  • 자식 클래스의 인스턴스를 생성하면, 해당 인스턴스에는 자식 클래스의 고유 멤버뿐만 아니라 부모 클래스의 모든 멤버까지도 포함되어 있다. 따라서 부모 클래스의 멤버를 초기화하기 위해서는 자식 클래스의 생성자에서 부모 클래스의 생성자까지 호출해야만 한다. 이러한 부모 클래스의 생성자 호출은 모든 클래스의 부모 클래스인 Object 클래스의 생성자까지 계속 거슬러 올라가며 수행된다.
  • 따라서 자바 컴파일러는 부모 클래스의 생성자를 명시적으로 호출하지 않는 모든 자식 클래스의 생성자 첫 줄에 자동으로 다음과 같은 명령문을 추가하여, 부모 클래스의 멤버를 초기화할 수 있도록 해준다.
1
2

// 문법
super();
  • 하지만 자바 컴파일러는 컴파일 시 클래스에 생성자가 하나도 정의되어 있지 않아야만, 자동으로 기본 생성자를 추가해 준다.
  • 만약 다음 예제처럼 부모 클래스에 매개변수를 가지는 생성자를 하나라도 선언했다면, 부모 클래스에는 기본 생성자가 자동으로 추가되지 않을 것이다.
1
2
3
4
5

// 예제
class Parent {
    int a;
    Parent(int n) { a = n; }
}
  • 그러나 다음 예제처럼 Parent 클래스를 상속받은 자식 클래스에서 super() 메소드를 사용하여 부모 클래스의 기본 생성자를 호출하게 되면, 오류가 발생하게 될 것이다.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

// 예제
class Parent {
    int a;
    Parent(int n) { a = n; }
}

class Child extends Parent {
    int b;
    Child() {
        super();
        b = 20;
    }
  • 왜냐하면 부모 클래스인 Parent 클래스에는 기본 생성자가 추가되어 있지 않기 때문이다. 따라서 매개변수를 가지는 생성자를 선언해야 할 경우에는 되도록이면 다음 예제처럼 기본 생성자까지 명시적으로 선언하는 것이 좋다.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

// 예제
class Parent {
    int a;
    Parent() { a = 10; }
    Parent(int n) { a = n; }
}

class Child extends Parent {
    int b;
    Child() {
        super();
        b = 20;
    }

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

// super() 메소드가 어떻게 호출되는지를 보여주는 예제
class Parent {
	int a;
	

	Parent() { a = 10; }
	Parent(int n) { a = n; }
}  

class Child extends Parent {
	int b;
	
	Child() {
		// ① super(40);
		b = 20;
	}
	
	void display() {
		System.out.println(a);
		System.out.println(b);
	}
}

public class prog {
	public static void main(String[] args) {
		Child ch = new Child();
		ch.display();
	}
}

이미지

  • 위의 예제를 그냥 실행하면, 자바 컴파일러는 주석 처리된 ①번 라인에 자동으로 super(); 구문을 삽입할 것이다. 따라서 변수 a는 10으로 초기화된다.
  • 하지만 ①번 라인의 주석 처리를 해제하고 실행하면, 부모 클래스인 Parent 클래스는 두 번째 생성자에 의해 초기화될 것이다. 따라서 변수 a는 40으로 초기화된다.


메소드 오버라이딩

메소드 오버라이딩(method overriding)

  • 오버로딩(overloading)이란 서로 다른 시그니처를 갖는 여러 메소드를 하나의 이름으로 정의하는 것이다.
  • 오버라이딩(overriding)이란 상속 관계에 있는 부모 클래스에서 이미 정의된 메소드를 자식 클래스에서 같은 시그니쳐를 갖는 메소드로 다시 정의하는 것이라고 할 수 있다.
  • 자바에서 자식 클래스는 부모 클래스의 private 멤버를 제외한 모든 메소드를 상속받는다.(부모 클래스의 접근 제어가 private이나 default로 설정된 멤버는 자식 클래스에서 상속받지만 접근할 수는 없다.)
  • 이렇게 상속받은 메소드는 그대로 사용해도 되고, 필요한 동작을 위해 재정의하여 사용할 수도 있다. 즉, 메소드 오버라이딩이란 상속받은 부모 클래스의 메소드를 재정의하여 사용하는 것을 의미한다.

오버라이딩의 조건

  • 자바에서 메소드를 오버라이딩하기 위한 조건은 다음과 같다.

    1. 오버라이딩이란 메소드의 동작만을 재정의하는 것이므로, 메소드의 선언부는 기존 메소드와 완전히 같아야 한다. 하지만 메소드의 반환 타입은 부모 클래스의 반환 타입으로 타입 변환할 수 있는 타입이라면 변경할 수 있다.

    2. 부모 클래스의 메소드보다 접근 제어자를 더 좁은 범위로 변경할 수 없다.

    3. 부모 클래스의 메소드보다 더 큰 범위의 예외를 선언할 수 없다.

메소드 오버라이딩

  • 자바에서는 메소드 오버라이딩을 통해 상속받은 부모 클래스의 메소드를 자식 클래스에서 직접 재정의할 수 있다.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

// 부모 클래스인 Parent 클래스의 display() 메소드를 자식 클래스인 Child 클래스에서 오버라이딩하는 예제
class Parent {
	void display() {
		System.out.println("부모 클래스의 display() 메소드입니다.");
	}
}

class Child extends Parent {
	void display() {
		System.out.println("자식 클래스의 display() 메소드입니다.");
	}
}

public class prog {
	public static void main(String[] args) {
		Parent pa = new Parent();
		pa.display();
		Child ch = new Child();
		ch.display();
		Parent pc = new Child();
		pc.display();
		// Child cp = new Parent();
	}
}

이미지

  • 위의 예제에서 세 번째와 같은 인스턴스의 참조가 허용되는 이유는 바로 자바에서의 다형성(polymorphism) 때문이다.
  • 위와 같은 다형성에 대한 더 자세한 사항은 자바 다형성의 개념에서 확인할 수 있다.

오버로딩과 오버라이딩

  • 오버로딩과 오버라이딩은 그 단어의 유사함으로 인해 혼동하기 쉽다. 하지만 그 개념은 확실히 다르며, 그 차이점을 아는 것이 중요하다.
  • 간단히 정의하면 오버로딩(overloading)은 새로운 메소드를 정의하는 것이다. 하지만 오버라이딩(overriding)은 상속받은 기존의 메소드를 재정의하는 것이다.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

// 부모 클래스인 Parent 클래스의 display() 메소드를 자식 클래스인 Child 클래스에서 오버라이딩과 오버로딩을 둘 다 수행하는 예제
class Parent {
	void display() {
		System.out.println("부모 클래스의 display() 메소드입니다.");
	}
}

class Child extends Parent {
	void display() {		// 오버라이딩된 display() 메소드
		System.out.println("자식 클래스의 display() 메소드입니다.");
	}
	void display(String str) {	// 오버로딩된 display() 메소드
		System.out.println(str);
	}
}

public class prog {
	public static void main(String[] args) {
		Child ch = new Child();
		ch.display();
		ch.display("오버로딩된 display() 메소드입니다.");
	}
}

이미지

Study, JavaBasic
이 기사는 저작권자의 CC BY 4.0 라이센스를 따릅니다.