[Java] 추상 클래스(abstract class)란?

March 17, 2024

1. Question

Java에서 추상 클래스(abstract class)란?

2. Answer

추상 클래스(abstract class)는 다른 클래스가 상속받을 수 있는 기본 클래스이다. 단독으로는 인스턴스를 생성할 수 없으며, 하나 이상의 추상 메서드를 포함할 수 있다. 추상 메서드는 몸체가 없는 메서드로, 하위 클래스에서 반드시 구현해야 한다.

abstract class Animal {
  String name;

  abstract void makeSound();

  void eat() {
    System.out.println(name + " is eating.");
  }
}

class Dog extends Animal {
  Dog(String name) {
    this.name = name;
  }

  void makeSound() {
    System.out.println(name + " says: Bark");
  }
}

3. Detail

A. 장점과 목적

코드 재사용과 유지 보수: 공통적인 코드를 추상 클래스에 두어 여러 하위 클래스에서 이를 활용할 수 있다. 이는 코드 중복을 줄이고 유지 보수를 용이하게 한다.
다형성과 인터페이스: 추상 클래스를 사용하여 다형성을 구현할 수 있다. 이를 통해 하위 클래스의 객체를 추상 클래스 타입으로 참조할 수 있으며, 이는 유연한 코드 설계를 가능하게 한다.
설계와 계약: 추상 클래스는 하위 클래스가 따라야 할 특정한 계약(인터페이스)을 정의한다. 모든 하위 클래스가 일관된 메서드 구현을 갖추도록 함으로써, 설계의 일관성을 보장한다.

B. 추상 클래스 vs 인터페이스

자바에서 추상 클래스(abstract class) 대신 인터페이스(interface)를 사용하는 경우는, 주로 객체의 설계가 상속보다는 구현에 초점을 맞출 때이다. 인터페이스는 다중 상속이 가능하기 때문에 한 클래스가 여러 인터페이스를 구현할 수 있으며, 이는 자바에서 클래스의 다중 상속이 불가능한 점을 보완한다.

인터페이스는 모든 메서드가 기본적으로 추상 메서드이기 때문에, 인터페이스를 사용하면 클래스의 행동을 정의하는 규약에 더 집중할 수 있다. 이런 특성은 특히 API 설계나 다양한 구현체가 필요한 경우 유용하게 사용된다.

C. 추상 클래스 & 인터페이스

interface Paintable {
  void paint();
}

interface Resizable {
  void resize();
}

abstract class Shape {
  String color;

  // 추상 클래스 생성자
  Shape(String color) {
    this.color = color;
  }

  // 모든 도형이 가지는 공통 기능을 추상 메서드로 정의
  abstract void draw();

  // 도형의 색상을 설정하는 구체적인 메서드
  void setColor(String color) {
    this.color = color;
  }
}

class Circle extends Shape implements Paintable, Resizable {
  double radius;

  Circle(String color, double radius) {
    super(color); // 추상 클래스 생성자 호출
    this.radius = radius;
  }

  // Shape의 추상 메서드 구현
  @Override
  void draw() {
    System.out.println("Drawing " + color + " circle with radius " + radius);
  }

  // Paintable 인터페이스의 메서드 구현
  @Override
  public void paint() {
    System.out.println("Painting circle");
  }

  // Resizable 인터페이스의 메서드 구현
  @Override
  public void resize() {
    System.out.println("Resizing circle");
  }
}

모든 Shape가 paint()나 resize() 기능을 필요로 하는 것은 아니다. 특정 도형에만 특정 기능을 추가하고 싶을 때, 인터페이스를 통해 해당 기능을 구현할 수 있어 설계가 더 유연해진다. 만약 모든 도형이 이 메서드들을 필요로 하지 않는다면, Shape에 paint()나 resize() 메서드를 추상 메서드로 추가하는 것은 불필요한 구현 강제를 의미할 수 있다.
자바는 클래스의 다중 상속을 지원하지 않지만, 인터페이스를 통해 다중 상속과 유사한 효과를 낼 수 있다. Circle이 다른 기능을 제공하는 여러 인터페이스를 구현할 수 있으며, 이는 클래스의 재사용성과 확장성을 높인다.
인터페이스를 사용하면 객체가 수행할 수 있는 역할을 명시적으로 정의할 수 있다. 예를 들어, Paintable 인터페이스는 그리기 기능을, Resizable 인터페이스는 크기 조절 기능을 의미한다. 이러한 역할 기반의 접근은 코드의 가독성과 유지 보수성을 향상시키낟.
인터페이스를 통해 구현을 제공함으로써, 실행 시점에 다른 구현으로 쉽게 교체할 수 있는 유연성을 얻는다. 또한, 인터페이스를 모킹하여 테스트하기 용이해진다.

4. Reference

None

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이성주