저번 시간에는 클래스와 객체에 대하여 설명드렸습니다. 이번에는 클래스의 상속에 대해 설명드리려 합니다.

상속(extends)이란?

상속이란 A클래스가 B클래스에 정의된 필드와 메소드를 사용할 수 있도록 만드는 것을 말합니다.

이때 A는 부모클래스, B는 자식(extends)클래스가 됩니다. 이를 전문적인 말로 슈퍼 클래스(A)와 서브 클래스(B)라고 합니다.

자바에서 모든 클래스는 Object라고 하는 클래스를 상속받습니다. 이는 아무 것도 상속받지 않은 클래스도 포함됩니다.

상속을 이용하는 이유는 다음과 같습니다.

1. 소스코드를 반복해서 쓸 필요가 없습니다.

만약에 '생물'이라는 슈퍼클래스를 만들고 '인간', '늑대', '코끼리'라는 서브클래스를 만들었다면, 슈퍼클래스에 int iAlive;를 만들어서 생물클래스를 상속받는 모든 서브클래스들이 살았는지 죽었는지를 표시할 수 있도록 만들 수 있습니다.

슈퍼클래스를 만들어서 상속받도록 하지 않았다면 '인간', '늑대', '코끼리', ... 여튼 만들고 싶은 모든 동물 클래스에 살았는지 죽었는지를 확인할 코드를 만들어야 할 것입니다.

이는 비단 필드(맴버 변수)뿐만 아니라 메소드에도 적용됩니다.

2. 클래스 간 계층 분류 및 관리의 간편화

생물로 든 예를 보고 모든 소스코드를 하나씩 쓰고 고치는 것이 문제없으니 상속(extends)를 쓰지 않겠다는 사람이 있을 수 있습니다. 하지만 상속을 쓰는 이유 중 다른 큰 이유는 만들어놓은 소스를 추후 고칠 떄 간편하다는 점과 분류를 하기 쉽다는 점입니다. 만약에 금붕어와 짚신벌레, 코끼리, 독수리, 그리고 지네가 상속을 이용해서 만들어지지 않았다면 분류별로 묶기가 어려울 것입니다. (소스코드상에서는 서로 관계없는 클래스로 이해하므로.)

관리의 간편화의 경우에는 자신이 직접 소스코드를 짜면서 추가/삭제할 일이 생긴가면 금새 체감할 수 있을 것입니다.

여튼 크게 두 가지 이유로 상속을 사용하는 이유를 설명했습니다. 그렇다면 상속이라는 것은 몇 가지까지 받을 수 있을까요? 예를 들어 저는 집에서는 아들이지만, 가게에서는 손님이며, 해외에서는 외국인입니다.  같은 한 사람이지만 여러 가지로 불릴 수 있다는 것이죠. 이 경우 저는 세 개의 클래스(Son, Customer, Alien)를 상속받게 될까요?

아쉽지만 제가 상속받을 수 있는 클래스는 한 개가 최대입니다. 이는 마름모 문제(진짜로 이 이름은 아닙니다.)가 발생하기 때문인데, 그림으로 보면 다음과 같습니다.

(참고로 인터페이스는 다중상속이 가능합니다. 참고::인터페이스는 다중 상속이 되는 이유)

대충 무슨 문제가 생길지 보이나요? 우선 Son이 Human을 상속받고, Customer도 Human을 상속받습니다. 그리고 저를 의미하는 Me에 Son과 Customer를 상속시키죠. 이렇게 상속을 시키면 저는 Human을 두 번 상속받는 격이 됩니다. 왜냐하면 Son과 Customer가 둘 다 Human을 상속받았기 때문이죠. 그런 이유로 자바에서 상속은 한 클래스에게만 받을 수 있습니다. 만들고 싶다면 Son 또는 Customer 하나만 상속받아서 Me를 만들어야 하는 것입니다.

class Me extends Son { //컴마(,)쓰고 클래스를 더 상속받으려 하면 Error가 나옵니다.
 
}
class Son extends Human {
	private String name;
	public String getName() {
		return name;
	}
}
class Human {
	private String name;	
}

업캐스팅과 다운캐스팅

앞에서 자바에서 모든 클래스는 Object를 상속받는다고 하였습니다. 즉, 위 소스코드를 사용하여 가계도를 그려본다면,

이렇게 표현할 수 있습니다. 일반적으로, Object클래스에 가까울수록 사용할 수 있는 필드와 메소드가 적어집니다.

(생물이 갖는 공통적인 성질의 개수와 늑대가 갖는 공통적인 성질의 개수 중 누가 더 많은가를 생각하면 쉽습니다. 최소한 늑대가 생물이 갖는 공통적인 성질은 기본적으로 갖고 있기 때문에 늑대가 더 많은 성질을 갖고 있습니다.) 

자바기본 클래스와 사용자가 만든 클래스들은 Object를 상속받는다는 점은 아래의 소스를 통해 확인할 수 있습니다.

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Me a = (Me) new Object();
		a.getName();
		Integer b = (Integer) new Object();
		b.toString();
		}
}
 
class Me extends Son {
 
}
class Son extends Human {
	private String name;
	public String getName() {
		return name;
	}
}
class Human {
	private String name;	
}

new 앞에 무엇인가 쓰긴 했지만 결론적으로 우리는 Object 클래스를 사용하여 a와 b라는 객체를 만들었습니다. 그리고 a는 Son에서 정의한 getName()이라는 메소드를 사용할 수 있고 b는 자바 기본 클래스 중 하나인 Integer를 사용하여 int자료형을 String형으로 바꾸는 메소드를 실행해냈습니다.

위처럼 new Ojbect();를 써서 슈퍼클래스 쪽으로 바꾸는 일을 다운캐스팅(downcasting)이라고 합니다. 그리고 형변환처럼 써서 서브클래스 쪽으로 바꾸는 일을 업캐스팅(upcasting)이라고 합니다. 

추가적인 말씀을 드리자면, Human a = new Human();으로 만든 객체 a는 다운캐스팅을 통해 Son이 될 수는 있습니다. 하지만 a가 getName() 메소드를 쓸 수 있는 것은 아닙니다. 객체 자체는 Human으로 만들어졌기 때문입니다.

접근제어자와 상속

마지막으로, 상속을 말할 때 접근제어자를 빼먹을 수 없습니다.  접근제어자는 클래스 외부에서 해당 클래스에 접근하려 할 때 접근을 허용할 것인가 말 것인가를 정하는 지정자라고 할 수 있습니다.

접근제어자는 아래와 같이 네 가지가 있으며 이 중 default는 입력하지 않으면 자동으로 default로 인식합니다.

public, protected, default, private 순으로 외부에서 값을 변경할 수 있는 범위가 좁아집니다. private로 만든 변수의 경우 get~~나 set~~를 통해서 가져오는 방법 외엔 다른 수가 없습니다. (이를 getter/setter라고 부릅니다.)

+상속받은 객체의 호출

상속받은 객체(이하 서브클래스)는 자바에서 호출될 때 다음의 순서를 거칩니다.

1. 서브클래스 호출

2. 서브클래스의 슈퍼클래스 호출

3. 서브클래스의 슈퍼클래스 실행

4. 서브클래스 실행

package constructorEx;
 
public class Super {
	Super() {
		System.out.println("Print A");
	}
	public static void main(String[] args) {
		Sub a = new Sub();
 
	}
}
class Sub extends Super {
	Sub() {
		System.out.println("Print B");
	}
}

위와 같은 예제가 있다고 할 때, Sub a = new Sub();를 써서 Sub형 객체 a를 호출할 경우

Print A

Print B

가 출력되는데 이를 통해 Sub의 생성자가 Super를 상속받으면 Super의 Print A도 출력하게 됨을 알 수 있습니다.

하지만 먼저 출력된다고 먼저 호출되었다는 것은 아닙니다. 왜냐하면 Sub a를 호출했는데 Sub가 Super를 상속받았음을 알고 Sub호출 후 Super를 호출하는 것이기 때문입니다.

대략 이런 모습으로 생각하시면 편합니다.