[JAVA] 자바 추상클래스란?

프로그래밍/Java

[JAVA] 자바 추상클래스란?

Lim-Ky 2019. 5. 8. 00:22

[JAVA] 자바 추상클래스란?

추상클래스 이 글 하나로 박살내자.

추상클래스의 문법적인 특징이나, 객체생성이 되고 안되고 이런 특징들이 중요한게 아닙니다.

도대체 추상클래스가 무엇이고 왜 사용하는지 본질적인 개념부터 알아야 연쇄적으로 자연스럽게 추상클래스를 이해할 수 있습니다.

왜냐면, 추상클래스의 본질을 이해하는 순간! 문법적인 부분은 외우지 않아도 추상클래스 철학에 맞게 녹아져 있거든요....

오늘 제 글을 통해, 추상클래스 이해하시길 바랍니다.

그냥..아래 글을 쭉쭉 읽으시면서 자연스럽게 이해해보세요. 자 그럼 시작합니다.

1. 추상클래스가 도대체 뭘까?? (추상클래스 개념)

클래스면 클래스지 추상클래스는 뭘까??

결론부터 말하면, A클래스, B클래스, C클래스가 있다고 치자 여기서 각 클래스 안에는 각자의 필드와 메서드가 있을것이다. 추상클래스는 A클래스, B클래스, C클래스들 간에 비슷한 필드와 메서드를 공통적으로 추출해 만들어진 클래스다.

음.. 예를 들어 '키보드'라는 클래스가 있다. '키보드'를 만드는 제조사는 여러개이다. A제조사, B제조사, C제조사는 각 제조사만의 스타일대로 키보드를 제작하고 소비자들에게 제품을 출시한다. 여기서 A제조사는 키보드를 누를때 마다 불빛이 들어온다. B제조사는 키보드를 누를때 딸깍 거리는 소리가 난다. C제조사는 키보드를 누를때 살짝만 눌러도 잘 눌린다. 여기서 이 키보드들 간에 공통점이 있을까? 있다. 바로 키보드를 누른다! 라는 액션! 즉 메서드가 공통적이다. 그럼 이 메서드를 추출해서 추상클래스 안에 두면 된다.

(키보드를 상속받아 탄생한, A키보드, B키보드, C키보드)

다른 예를 들어 보겠다. 나의 얼굴과 너의 얼굴이 있다. 우리는 일반적으로 2개 귀, 2개 눈, 1개 입, 1개 코를 지니고있다.

느낌이 오는가? 공통적인 변수다. 왼쪽 눈, 오른쪽 눈, 왼쪽 귀, 오른쪽 눈, 입, 코...이 변수들을 추상클래스에 넣어버린다.

자 다음. 너가 웃고 내가 웃는다 우리는 공통적으로 웃고있지만, 나는 웃을때 덧니가 보이고, 너는 웃을때 입을 가리고 웃는다. 각자 자기만에 스타일대로 웃고있다. 하지만 우리는 공통적으로 웃는다 라는 액션을 하고 있다. 이는 공통적인 메서드다. 따라서 추상클래스에 해당 메서드를 넣어버린다.

(인간을 상속받아 탄생한, '나'라는 클래스, '너'라는 클래스)

뭔가 느낌이 왔으면 좋겠다. 실체클래스는 실체가 드러나는 클래스...추상클래스는 실체 클래스의 공통적인 부분을 추출해 어느정도 규격을 잡아놓은 추상적인 클래스이다. 그래서 실체클래스 실제 객체를 생성할 정도의 구체성을 가지는 반면! 추상클래스는 아직 메서드와 내용이 추상적이기 때문에 객체를 생성할 수 없게 만들었다!!

이제 좀 더 개념적으로 있어보이게 정리하고 개념은 마치도록 하자.

객체를 직접 생성할 수 있는 클래스를 실체클래스라고 하는데, 실체클래스들의 공통적인 특성을 추출해서 선언한 클래스를 추상클래스라고 한다. 여기서 추상클래스와 실체클래스는 상속적인 관계를 가지고 있다.

포인트 3개는 꼭 알자.

1. 추상클래스는 뭐? 실체클래스의 공통적인 부분(변수,메서드)를 추출해서 선언한 클래스

2. 추상클래스는 객체를 생성할 수 없다! 아직은 실체성이 없고 구체적이지 않기 때문에!

3. 추상클래스와 실체클래스는 어떤관계? 상속관계!

2. 추상클래스 왜 사용할까?? (추상클래스 용도 : 제일 중요)

그럼 추상클래스를 왜사용할까??? 크게 3가지가 있다. 각각 내용을 알아보자!!

1. 공통된 필드와 메서드를 통일할 목적

10명 개발자에게 자동차를 상속받아 각자만의 실체클래스를 구현하라고 주문해보자.

10명 개발자가 생각한 변수명과 메서드명은 제각기 다른 이름을 가지고 구현될 것이다. 이렇게 구현이 되면 문제가 있다. 만약, 수만줄에 이르는 코드에 A라는 자동차 실체클래스 객체를 선언하고 해당 객체의 필드와 메서드를 떡칠했다고 치자. 헌데, A자동차가 계약만료되고, B자동차를 새로 교체해야한다고 하자....응?

느낌이 오는가? 만약 B자동차의 변수와 메서드명이 A자동차와 동일하면 객체 인스턴스만 변경하면 되는데, 필드와 메서드를 전부다 체크해서 변경해줘야한다. 유지보수는 개뿔 이건 아예 새로 개발하는 느낌일 것이다. 따라서 추상클래스를 만든다! 즉, 추상클래스에서 미리 정의한 필드와 메서드가 있다면, 실체클래스는 추상클래스의 필드와 메서드명을 변경할 수 없고 무조건 해당 명명으로 구현해야한다. 따라서, 필드와 메서드 이름을 통일하여 유지보수성을 높이고 통일성을 유지할 수 있다.

2. 실체클래스 구현시, 시간절약

자자 실무적으로 생각해보자! 나는 SI개발자이다. 헌데 시간이 겁나 없다 빨리 개발해야하는데.. 갑자기 나보고 자동차라는 어마무시한 클래스를 일주일 안에 구현하라고한다. 그럼 설계부터 생각한다. 음..자동차는 바퀴가 있어야하고, 굴러가야하고 아 맞어 백미러도 있어야하고...트렁크도 있어야하고 ...응?

느낌이 오는가? 여기서 추상클래스는 효과를 발휘한다. 내가 자동차를 구현해야하는데, 자동차 추상클래스를 상속받으면, 자연스럽게 자동차에 공통적으로 들어가야하는 필드와 메서드가 녹여져있는 필드와 메서드가 똭 하고 오버라이딩 된다. 즉, 강제로 주어지는 필드와 메서드를 가지고 나만의 스타일대로 구현만 하면 된다. 설계 시간이 절약된다..구현하는데만 집중할 수 있다!!

그럼 여기서 잠깐! 그런 추상클래스는 결국 누군가 설계해야하는데 누가하나요? 결국 시간절약이 안되는거 아니에요? 보통 당신이 취업하면 바로 그런일을 안한다. 그럼 누가할까? 그런 설계적인 일만 하라고 있는 고급개발자?가 있다. 바로 AA!! 어플리케이션 아키텍쳐(application architecture)가 멋지게 설계해줄거다. ㅎㅎ 그러니 우리는 일단! 추상클래스가 어떤건지 알고, 이를 상속받아서 멋지게 구현하면 된다는 사실을 기억하자.

3. 규격에 맞는 실체클래스 구현

2.실체클래스 구현시, 시간절약과 비슷할 수도 있는 내용이다. 하지만 따로 분류해서 설명해야할 것 같아서 굳이 규격에 맞는 실체클래스 구현이라고 했다. 이미 설명했지만, 아무리 자기 스타일대로 클래스를 구현한다고 해도 그것도 결국엔 규격안에서 구현하는 것을 허락한다는 것이지, 규격도 없이 아무렇게나 구현을 해서는 안된다. 왜냐...혼자서 개발하는 일이 아니다. 모두가 약속한 필드와 메서드 그리고 설계 규칙에 녹아져있는 규격에 맞는 클래스를 구현해야한다. 그래야 코드 수정시, 영향도를 적게 가져가면서 유지보수성을 높일 수 있다. 따라서 선임 설계개발자가 와꾸(?)를 잡아주고, 해당 규격에 맞게 클래스를 구현하면 된다.

여기서 추상클래스의 강력한 기능이 나온다. 추상클래스를 상속받은 실체클래스들은 반드시!! 추상메서드를 재정의(오버라이딩)해서 실행 내용을 작성해야 한다. 만약 그렇지 않으면 컴파일 에러를 발생시켜 실행조차 못하게 막는다. 따라서, 코더들은 강제적으로 추상메서드를 구현해야한다. 여기서 추상메서드라는 것이 갑자기 나왔는데, 추상클래스 안에 abstract 키워드를 가지고 있는 메서드는 추상메서드라고 하고, 상속시 반드시 재정의해야하는 메서드라는 뜻이다.

아무튼! 중요한건, 소스 수정시 다른 소스의 영향도를 적게 가져가면서 변화에는 유연하게 만들기 위해 추상클래스를 사용하기도 한다. 규격에 맞게 소스가 구현되어 있기 때문에 해당 규격에 대한 구현부만 수정하면 손 쉽게 수정이 가능하기 때문이다.

(이부분은 자바 SOLID라는 설계원칙을 알아야 이해하기 쉽습니다. 아래글 참고)

2017/08/24 - [프로그래밍/Java] - [Java] 객체 지향 설계란? (SOLID)

3. 추상클래스 어떻게 쓰나요? (추상클래스 문법)

문법을 알아보자. 간단하다.

클래스 앞에 abstract 키워드를 붙이면 추상클래스이다.

public abstract class 클래스명{

//필드

//생성자

//메서드

//추상메서드

}

추상메서드도 메서드 리턴타입 앞에 abstract 키워드를 붙이면 된다.

[ public | protected ] abstract 리턴타입 메소드명(매개변수1, 매개변수2, ... );

자 이제, 실제 예제를 통해 코드를 살펴보자!

package ABSTRACTCLASS;

public abstract class Animal {
	public String kind;
	
	public void breath(){
		System.out.println("숨 쉰다.");
	}
	//추상메서드
	public abstract void sound();//구체적인 구현부는 없음!
}

Animal이라는 추상클래스를 구현했다. Animal 클래스 앞에 abstract 키워드가 있기 때문에 해당 클래스는 추상클래스임을 알 수 있다. 내부를 보면, kind필드와 breath()라는 일반 메서드, 그리고 abstract 키워드를 붙인 sound() 추상메서드가 있다. 여기서 해당 추상클래스를 상속받는 실체클래스들은 반드시 sound()라는 추상메서드를 상속받아 재정의(오버라이딩)해야한다.

package ABSTRACTCLASS;

public class Dog extends Animal{
	
	public Dog(){
		this.kind = "포유류";
	}
	
	@Override
	public void sound() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("왈왈!");
	}

}

extends 키워드를 통해, Animal 추상클래스를 상속받은 Dog 실체클래스이다. 필드는 추상클래스 필드를 그대로 사용했고, sound() 추상메서드를 오버라이딩해서 구현했음을 알 수 있다. 명확하게 @Override 어노테이션도 해당 메서드가 재정의 됬음을 알 수 있다.

package ABSTRACTCLASS;

public class Cat extends Animal{

	public Cat(){
		this.kind = "포유류";
	}
	@Override
	public void sound() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("야~옹!");
	}

}

Dog 실체클래스와 똑같다. 다만!! sound() 추상메서드는 Cat실체클래스에 맞게끔 자기스타일대로 구현되어있음을 확인할 수 있다. 여기서 오버라이딩을 하면, 다형성이 발생된다는 사실을 알 수 있다. 또한, 규격에 맞게끔 필드명과 메서드명이 통일되어 있음을 알 수 있고, 실체클래스들의 코드를 보면 모양은 비슷비슷하다. 즉, 규격이 맞춰져 있다는 뜻이다.

*다형성 : 같은 기능인데, 다른 결과를 도출할 수 있음.

package ABSTRACTCLASS;

public class AnimalExample {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Dog dog = new Dog();
		Cat cat = new Cat();
		
		dog.sound();
		cat.sound();
		
		Animal animal = null;
		
		animal = new Dog(); //자동 타입변환
		animal.sound(); //Dog에 구현된 Sound()메서드 실행
		
		animal = new Cat(); //자동 타입변환
		animal.sound(); //Cat에 구현된 Sound()메서드 실행
		
		
		animalSound(new Dog()); //자동 타입변환 (매개변수도 가능)
		animalSound(new Cat()); //자동 타입변환 (매개변수도 가능)
	}
	//자동 타입변환 : 추상클래스 타입 변수는 추상클래스를 상속받은 실체클래스의 타입으로 자동 타입변환이 된다. 
	private static void animalSound(Animal animal) {
		animal.sound();
	}
}

출력결과

------------------------------------------------

왈왈!
야~옹!
왈왈!
야~옹!
왈왈!
야~옹!

------------------------------------------------

자, 이제 추상클래스와 추상클래스를 상속받아 구현한 실체클래스를 어떻게 객체생성을하고 사용하는지 예제를 보자!!

dog, cat 객체는 각 실체클래스가 구현한 sound()메서드가 실행된다 따라서, 왈왈! 야~옹! 이라는 다른결과를 도출한다.

또한, 추상클래스 변수에, 추상클래스를 상속받아 구현한 실체클래스 인스턴스를 주입하면 해당 추상클래스 변수는 자동 타입변환을 발생시켜 실체클래스 인스턴스처럼 사용할 수 있다. 이를 타입의 다형성이라고 한다. 타입의 다형성은 animalSound 라는 메서드를 통해 매개변수도 타입의 다형성(자동 타입변환)을 보여줄 수 있음을 확인할 수 있다.

자...오늘 추상클래스에 대해서 알아봤습니다.

추상클래스 개념, 용도, 문법 이렇게 3개의 꼭지로 설명드렸는데, 어떤게 제일 중요한거 같나요??? 저는 용도라고 생각합니다. 사용의 필요성이 있어야 추상클래스라는 녀석이 탄생했을테니까요...도대체 왜 사용하는지 생각하면 추상클래스를 더 잘 이해할 수 있습니다. 오늘 제글을 읽으시고 많은 분들이 추상클래스에 대해서 조금이나마 이해되셨길바라면서...다음엔 인터페이스로 찾아뵙겠습니다.

도움되셨다면 댓글 달아주세요~! 큰 힘이 됩니닼ㅋ