코딩초보의 자바(Java)공부 12일차 { 다형성 }

객체지향 프로그래밍의 대표적인 특징으로는
캡슐화, 상속, 다형성이 있어요
그 중에서 다형성은
객체지향 프로그래밍의

꽃이라 불립니다.

 

앞서 학습한 캡슐화나 상속은 직관적으로 이해하기 쉽습니다.
반면에 다형성은 제대로 이해하기도 어렵고
, 잘 활용하기는 더어려워요....
하지만 좋은 개발자가 되기 위해서는 다형성에 대한 이해가 필수!!.

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1) 다형성

이름 그대로 "다양한 형태"

의 뜻을 가지고있어요.

즉 , 한 객체가 여러 타입의 객체로

취급될 수 있는 능력을 뜻한다.

 

다형성을 이해하기 위해서는 크게

2가지 핵심 이론을 알아야 한다.

**다형적 참조**

**메서드 오버라이딩**

 

 

1-1)다형적 참조

다형적 참조를 이해하기 위해 다음과 같은

간단한 상속 관계를 코드로 만들어보자.

package poly.basic;

 

public class Parent {

 

public void parentMethod() {

System.out.println("##부모메서드호출##");}}

 

package poly.basic;

 

public class Child extends Parent {

public void childMethod() {

System.out.println("**자식메서드 호출**");}}

 

package poly.basic;

 

public class PolyMain {

 

public static void main(String[] args) {

 

/*

* 다형적 참조 :

* 부모는 자식을 품을 수 있다(참조할 수 있다)

*/

//부모변수가 부모인스턴스 참조

System.out.println("Parent -> Parent");

Parent parent = new Parent();

parent.parentMethod();

// Parent.childMethod(); 부모는 자식메서드 사용X

 

//자식변수가 자식인스턴스 참조

System.out.println("Child -> Child");

Child child = new Child();

child.childMethod();

child.parentMethod();

 

//부모는 자식을 담을  수 있다.

(Child poly2 = new Parent(); 는 불가능)

자식은 부모를 담을  수 없다

 

System.out.println("Parent -> Child");

Parent poly = new Child();

poly.parentMethod(); }}

// poly.childMethod();

//자식인스턴스를 참조하지만Parent타입이므로 자식의기능 사용x

 

Parent parent = new Parent();

자식은 생성되지 않는다

 

 

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Child child = new Child();

자식인스턴스 생성  시 상속받은

부모까지 같이 생성됨

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Parent poly = new Child();

부모는 자식을 담을  수 있다!!!

(자식은 부모를 담을  수 없다)

인스턴스가 child타입으로 생성이되서

메모리상에선 child Parent 모두 생성

생성된 참조값을

Parent타입인 poly에 담음

 

부모방향으로 찾아올라갈순 있어도

자식방향으로 찾아서 내려갈 순 없다!

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이 문제를 해결 할 순 없을까???

바로 캐스팅을 이용하면 해결이 가능하기 함!

 

1-2) 캐스팅

다음 코드를 분석해보자.

 

부모는 자식을 담을 수 있지만

자식은 부모를 담을  수없다를 기억하자!!!

 

System.out.println("Parent -> Child");

Parent poly = new Child();

//다운캐스팅

Child child = (Child)poly;

child.childMethod();

child.parentMethod();

`(타입)` 처럼 괄호와 그 사이에 타입을 지정하면

참조 대상을 특정 타입으로 변경할 수 있다.

이렇게 특정 타입으로 변경하는 것을 캐스팅이라 한다.

 

참고로 캐스팅을 한다고 해서 `Parent poly` 의 타입이 변하는 것은 아니다.

해당 참조값을 꺼내고 꺼낸 참조값이

`Child` 타입이 되는 것이다.

따라서 `poly` 의 타입은 `Parent`

로 기존과 같이 유지됨.

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캐스팅의 종류

1) 일시적 다운캐스팅

Parent poly = new Child();

//다운캐스팅

((Child)poly).childMethod();

해당메서드를 호출하는 순간만

다운캐스팅 !

 

정확히는 `poly` 가 `Child` 타입으로 바뀌는 것은 아니다.

((Child) poly).childMethod() //다운캐스팅을 통해 부모타입을 자식 타입으로 변환 후 기능 호출

((Child) x001).childMethod() //참조값을 읽은 다음 자식 타입으로 다운캐스팅

 

2)업캐스팅

Child child = new Child();

Parent parent1 = (Parent) child; //업캐스팅은 생략 가능, 생략 권장

Parent parent2 = child; //업캐스팅 생략

parent1.parentMethod();

parent2.parentMethod();

**업캐스팅은 생략할 수 있다.

다운캐스팅은 생략할 수 없다.

참고로 업캐스팅은 매우 자주 사용하기 때문에 생략을 권장!

 

3)다운캐스팅과 주의점

Parent parent1 = new Child();

Child child1 = (Child) parent1;

child1.childMethod(); //문제 없음

 

Parent parent2 = new Parent();

Child child2 = (Child) parent2; //런타임 오류 - ClassCastException

child2.childMethod(); //실행 불가

왜 이런 문제가 발생 할까???

 

다운캐스팅이 가능한 경우

부모가 자식을 품은 경우!

 

 

다운캐스팅이 불가능한 경우

 

부모인스턴스를 참조하고있는데

다운캐스팅 시도 시

(메모리상에 자식 존재X)

이므로 오류발생

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업캐스팅이 안전하고 다운캐스팅이 위험한 이유

 

업캐스팅은 위와 같은 문제가

절대로 일어나지 않음

(인스턴스 생성 시)

해당. 타입의 상위타입이 메모리 상에모두 생성되기 떄문

 

반면에

 

다운캐스팅은 메모리에 존재하지않는하위타입으로 변경 하려다가오류가 발생..

`A a = new B()` : A로 업케스팅

`B b = new B()` : 자신과 같은 타입

`C c = new B()` : 하위 타입은 대입할 수 없음, **컴파일 오류**

`C c = (C) new B()` : 하위 타입으로 강제 다운캐스팅, 하지만 B 인스턴스에 C와 관련된 부분이 없으므로 잘

못된 캐스팅, `ClassCastException` **런타임 오류 발생

 

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2) instance of

 

어떤 인스턴스를 참조하는지

확인하는 방법 !

 

public class InstanceOf {

 

public static void main(String[] args) {

Parent parent1 = new Parent(); //Parent 인스턴스 참조하므로 child인스턴스 생성x

System.out.println("** parent1 **");

call(parent1);

 

Parent parent2 = new Child(); //Child인스턴스 참조 -> 부모인스턴스도 생성됨

System.out.println("** parent2 **");

call(parent2);

}

private static void call(Parent parent) {

parent.parentMethod();

if(parent instanceof Child child) { //오른쪽에 있는 타입이 왼쪽에 들어갈 수 있는가???

System.out.println("child인스턴스 존재");

child.childMethod();}}}

 

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3)다형성과 메서드 오버라이딩

오버라이딩 된 메서드가 항상 우선권을 가진다**는 점

을 기억하자 !!!!

 

 

 

코드로 한번 

작성해보자 !!

package poly.basic;

 

public class OverrideMain {

 

public static void main(String[] args) {

Child child = new Child();

child.method();

System.out.println("child.value : "+child.value);

System.out.println();

 

Parent parent = new Parent();

parent.method();

System.out.println("parent.value : "+parent.value);

System.out.println();

 

Parent poly = new Child();

poly.method();

System.out.println("poly.value : "+poly.value);}}

 

*자식메서드 호출*

child.value : 자식 멤버변수

 

##부모메서드호출##

parent.value : 부모의 멤버변수

 

*자식메서드 호출* ///?????? 분명 Parent타입인데??

poly.value : 부모의 멤버변수

 

 

나머지 부분들은 . 다이해가 될것같지만

Parent poly = new Child();

poly.method();

System.out.println("poly.value : "+poly.value);}}

 

이 부분이 이해가 안 될 것같습니다

먼저 그림으로 보여드리겠습니다!

poly변수는 Parent타입으로

Parent인스턴스를 참조합니다

 

하지만

 

Child인스턴스도 메모리상에 존재하며 ,

오버라이딩된 메서드 (method())는

우선권을 가지게됩니다.

 

필드는 오버라이딩이 되지않으므로

기존 Parent인스턴스의 필드를 참조

 

`poly.method()` : `Parent` 타입에 있는 `method()` 를 실행하려고 한다.

그런데 하위 타입인`Child.method()` 가 오버라이딩 되어 있다.

**오버라이딩 된 메서드는 항상 우선권**을 가진다. 따라서

`Parent.method()` 가 아니라 `Child.method()` 가 실행된다.

 

오버라이딩 된 메서드는 항 상 우선권을 가진다