추상 클래스는 클래스 선언문에 abstract 지정자를 붙여 선언한다. 실제 객체를 생성하기 위해 선언한 것이 아니라 다른 클래스를 파생시키기 위해 선언하는 일반적인 클래스이다. 너무 일반적이라 객체를 굳이 만들어 봐야 실용적으로 사용할 데가 없기 때문에 아예 추상으로 선언해 버린다.
또한 정적 멤버만 가지는 클래스도 추상이어야 한다. 이 경우는 객체를 만들 수 없는 것이 아니라 만들 필요가 없다. System 클래스나 Math 클래스가 대표적인 예이다.
추상 메서드는 너무 일반적이어서 동작을 정의할 수 없는 메서드이다. abstract 지정자를 붙이고 ;으로 끝이 나며 본체를 가지지 않는다. 본체가 없으므로 메서드의 동작이 정의되지 않는다. C++의 대응되는 개념은 순수 가상 함수이다.
abstract class Dog {
void SwingTail() {
System.out.println("살랑살랑");
}
abstract void Bark();
}
class Jindo extends Dog {
void Bark() {
System.out.println("멍멍");
}
}
class Chihuahua extends Dog {
void Bark() {
System.out.println("왈왈");
}
}
class JavaExam {
public static void main(String args[]) {
Jindo Jindol = new Jindo();
Chihuahua Happy = new Chihuahua();
Jindol.Bark();
Happy.Bark();
}
}
개는 꼬리를 흔든다. 어떤 개나 꼬리를 흔드는 방식은 유사하므로 Dog 클래스에 SwingTail 메서드가 정의되어 있다. 개는 또한 짖을 수 있다. 그러나 어떻게 짖는지는 개의 종류에 따라 다르다. Dog 클래스가 일반적인 개를 표현하므로 짖는 동작을 구체적으로 미리 정의할 수 없다. 그래서 Bark 메서드는 추상으로 선언했으며 본체를 가지지 않는다.
추상 메서드는 서브 클래스에서 반드시 구현해야 하는데 슈퍼 클래스의 메서드와 같은 이름으로 재정의하면 된다. Dog로부터 파생된 진도개와 치와와는 좀 더 구체적이므로 짖는 소리를 정의할 수 있다. 진도개는 멍멍 짖고 치와와는 왈왈 짖는다.
멍멍
왈왈
추상 메서드를 하나라도 가지는 클래스는 반드시 추상 클래스로 선언하여 객체 생성을 금지해야 한다. 모든 메서드의 동작이 구체적으로 정의되지 않았으므로 객체를 만들어도 정상 동작하지 않기 때문이다. 위 예제의 Dog 클래스는 Bark가 추상 메서드이므로 반드시 추상으로 선언해야 한다.
추상 클래스의 서브 클래스는 반드시 추상 메서드를 재정의해야 한다. 그렇지 않으면 서브 클래스도 역시 추상 클래스가 되며 객체를 생성할 수 없다.
인터페이스는 모든 메서드가 추상인 클래스이다. 이름을 붙이자면 완전 추상 클래스라고 할 수 있다. C++에는 인터페이스에 대응되는 개념은 없지만 모든 함수를 순수 가상으로 선언함으로써 동일한 효과를 내는 클래스를 정의할 수 있다.
자바에서는 완전 추상 클래스를 인터페이스라는 좀 더 공식적인 문법으로 지원한다. 메서드의 선언만 가지며 구현은 가지지 않는다. 객체를 만들 수는 없다는 면에서 추상 클래스와 인터페이스는 동일하지만 의미가 다르다. 추상 클래스는 추상 메서드를 가졌거나 아니면 abstract 지정자를 붙여 객체 생성을 금지한 것이지만 인터페이스는 모든 메서드가 추상이다.
메서드의 집합만 정의하고 싶을 때 인터페이스를 선언한다. 클래스 선언문과 비슷하되 키워드 interface로 시작하며 { } 괄호안에 멤버 목록을 기술한다. 메서드는 별도로 지정하지 않아도 추상이므로 abstract 지정자는 생략해도 상관없으며 액세스 지정자를 생략해도 public이 기본 적용된다. 외부에서 호출할 수 없는 메서드를 인터페이스에 포함시킬 이유가 없기 때문이다. 즉 인터페이스의 메서드는 지정자를 생략하더라도 항상 abstract public이다.
인터페이스는 메서드의 목록만 가지므로 객체를 생성할 수 없다. 상속을 받는 클래스가 인터페이스의 메서드를 구현해야 한다. 인터페이스를 구현할 때는 클래스 선언문에 implements 구문을 쓰고 구현할 인터페이스 이름을 지정한다. 인터페이스로부터 상속받은 메서드는 반드시 public이어야 한다. 왜냐하면 서브 클래스가 슈퍼 클래스의 메서드를 재정의할 때 액세스 지정자는 같거나 더 넓어져야 하기 때문이다.
interface Animal {
void Eat();
void Sleep();
}
class Cow implements Animal {
public void Eat() {
System.out.println("우걱우걱");
}
public void Sleep() {
System.out.println("쿨쿨");
}
}
class JavaExam {
public static void main(String args[]) {
Cow So = new Cow();
So.Eat();
So.Sleep();
}
}
동물은 먹을 수 있고 잠을 잔다. 하지만 어떻게 먹고 어떻게 자는지는 동물마다 다르다. 이 두 동작을 Animal 인터페이스로 선언했다. Animal은 그 자체로 객체를 생성할 수는 없지만 동물이 되기 위한 최소한의 요건들을 명시한다.
모든 동물 클래스들은 Animal 인터페이스를 구현해야 한다. 즉, Animal이 선언한 Eat와 Sleep 메서드를 구체적으로 정의해야만 온전한 동물이 될 수 있다 Cow는 Animal 인터페이스로부터 상속을 받아 먹는 동작과 자는 동작을 구현했으므로 객체를 생성할 수 있다.
우걱우걱
쿨쿨
인터페이스는 다중 상속 가능하다. 즉, 여러 개의 인터페이스로부터 상속을 받을 수 있다. 반면 슈퍼 클래스는 단 하나만 가능하다. 클래스와 인터페이스로부터 동시에 상속을 받을 때는 extends문이 먼저 오고 뒤에 implements문이 와야 한다. 상속문의 완전한 형식은 다음과 같다.
class 이름 extends 슈퍼 implements 인터페이스1, 인터페이스2,.... { }
상속받고자 하는 모든 인터페이스의 이름을 implements 구문 다음에 콤마로 구분해서 죽 나열하면 된다. 다음 예제는 슈퍼 클래스와 인터페이스로부터 동시에 상속을 받는다. 다른 인터페이스도 얼마든지 더 상속받을 수 있다.
abstract class Dog {
void SwingTail() {
System.out.println("살랑살랑");
}
abstract void Bark();
}
interface Animal {
void Eat();
void Sleep();
}
class Chihuahua extends Dog implements Animal {
void Bark() {
System.out.println("왈왈");
}
public void Eat() {
System.out.println("냠냠냠냠");
}
public void Sleep() {
System.out.println("쌔근쌔근");
}
}
class JavaExam {
public static void main(String args[]) {
Chihuahua Happy = new Chihuahua();
Happy.SwingTail();
Happy.Bark();
Happy.Eat();
Happy.Sleep();
}
}
치와와는 일단 동물이다. 그래서 Animal 인터페이스를 상속받아 Eat와 Sleep을 구현했다. 또한 치와와는 개의 일종이다. 그래서 Dog 클래스로부터 SwingTail 메서드를 물려받고 Bark 추상 메서드를 구현했다. 이 치와와는 먹기도 하고 자기도 하며 꼬리를 흔들 수도 있고 짖기도 한다.
살랑살랑
왈왈
냠냠냠냠
쌔근쌔근
인터페이스끼리도 상속 가능하다. 이때는 인터페이스 선언문에 extends 문을 사용한다. 서브 인터페이스가 슈퍼 인터페이스를 구현하는 것이 아니므로 implements가 아닌 extends이다.
인터페이스는 구현을 가지지 않으며 객체를 생성할 수 없지만 인터페이스 타입의 변수를 선언하는 것은 가능하다. 비록 자신의 객체는 생성할 수 없지만 자신을 구현한 자식의 객체를 가리킬 수는 있다.
Animal Ddaeng7 = new Chihuahua();
Ddaeng7.Eat();
Ddaeng7.Sleep();
Animal 타입의 땡칠이 변수를 선언해 놓고 치와와 객체를 대입받았다. 부모는 자식을 가리킬 수 있으므로 이 대입은 합법적이다. 땡칠이는 먹을 수 있고 자기도 한다. 그러나 땡칠이가 Animal 타입이므로 이 두 동작만 가능하며 Bark나 SwingTail을 호출할 수는 없다.
인터페이스는 메서드만 가질 수 있으며 필드는 가지지 못한다. 객체를 생성하지 못하므로 필드가 할당되지도 않는다. 단, 상수 필드는 가질 수 있다. 인터페이스에 포함되는 필드는 항상 상수이며 또한 정적이다. 그래서 final static 키워드를 일부러 붙이지 않아도 자동으로 적용된다.
자바는 C++에 비해 다중 상속을 지원하지 않는다. 다중 상속은 아주 골치 아픈 문제를 많이 일으키기 때문에 애초에 자바 스펙에서 제외되었다. 그러나 꼭 비교를 하자면 C++에 비해 기능이 떨어지는 셈인데 이런 단점을 인터페이스로 멋지게 만회하고 있다. 인터페이스는 다중 상속을 해도 구현 상속에 비해 문제가 거의 없다.