백기선님 자바스터디 6주차 : 상속

학습 1) 자바 상속의 특징

개념

한 클래스에서 파생된 클래스를 subclass라고 한다. ( == derived class, extended class, child class )
그 대상이 된 클래스를 super class ( == base class, parent class)라고 한다.
is -a 관계가 성립한다.
- 하위클래스 is a 상위클래스 )
키워드 extends를 사용한다.

class Vehicle {
	..
}

class Car extends Vehicle {
	.. 
}

장점 : 코드 중복 막고, 공통적인 코드 변경에 용이
단일상속 : Object을 제외하고 모든 클래스는 단 하나의 슈퍼 클래스가 있다. ( extends A, B 불가), ( c++은 다중상속 허용 )
- 명시적으로 슈퍼클래스가 표시되어있지 않은 클래스는 Object의 하위 클래스다. (extends Object)
- implements를 활용해서 다중 상속을 흉내낼 수 있다. 자바의 정석 참고.

부모클래스의 모든 것을 가져온다?

부모 클래스의 public, protected 멤버변수 모든 것을 가져온다. (패키지에 상관없이)
하위 클래스가 부모와 같은 패키지에 있다면 package-private 멤버변수도 다 가져올수도 있다. (replace도 가능)
생성자는 멤버가 아니므로 상속되지 않는다.
- super() 등을 통해 하위클래스에 생성자를 적용할 수 있다. (아래 super() 설명)
superclass의 private 멤버는 상속되지 않는다. 다만 superclass의 public, protected 메소드가 private 멤버에 접근하고 있다면 이것은 subclass에서도 사용할 수 있다.

public class Practice {
    public static void main(String[] args) {
        Car c = new Car();
        c.printPrivateN();
    }
}

class Vehicle {
    private int n = 1;

    public int getPrivateN() {
        return this.n;
    }
}

class Car extends Vehicle {
    public void printPrivateN() {
        int n = super.getPrivateN();
        System.out.println(n); // 1출력
    }
}

오버라이딩 메소드는 조상 클래스의 메소드의 하위 타입을 반환할 수 있다. (아래 covariant return type)

학습 2) super 키워드

부모클래스의 멤버에 접근 할 때

자식 클래스에서 부모 클래스를 가리킬 때 사용
만약 부모클래스의 메소드를 오버라이딩하고 있다면 super 키워드 통해서 부모클래스의 메소드에 접근 가능 하다
static 메소드에서 사용 불가

public class Superclass {

    public void printMethod() {
        System.out.println("Printed in Superclass.");
    }
}

public class Subclass extends Superclass {

    // overrides printMethod in Superclass
    public void printMethod() {
        super.printMethod();
        System.out.println("Printed in Subclass");
    }
}

자식클래스의 생성자에서 사용할 때

부모클래스의 생성자를 가리킬 때 사용
super() or super(parameter list)

public MountainBike(int startHeight, 
                    int startCadence,
                    int startSpeed,
                    int startGear) {
    super(startCadence, startSpeed, startGear);
    seatHeight = startHeight;
}

자식클래스에서 명시적으로 부모클래스의 생성자를 호출하지 않으면, 자바 컴파일러가 자동적으로 인자 없는 부모클래스의 생성자를 호출한다. ( super() )
- 이 때, 만약 부모클래스에 인자 없는 생성자가 없으면 컴파일 에러가 날 것이다.
- 모든 클래스의 조상인 Object는 인자없는 생성자가 있기 때문에, 부모클래스가 Object라면 이런 문제는 일어나지 않는다.

class Vehicle2 {
    int num = 1;

    Vehicle2(int num) {
        this.num = num;
    }
}

class Car2 extends Vehicle2 {
    int num;
    String name;

    Car2(int num, String name) { //컴파일 에러. 
        this.num = num;
        this.name = name;
    }
}

위에서 Car2의 생성자에서 super에 대한 명시가 없기 때문에 자동적으로 super()를 호출한다. Vehicle2() 와 같은 인자 없는 생성자가 Vehicle에 없기 때문에 컴파일 에러가 발생한다.

class Vehicle2 {
    int num = 1;

    Vehicle2(int num) {
        this.num = num;
    }
}

class Car2 extends Vehicle2 {
    int num;
    String name;

    Car2(int num, String name) { //컴파일 ok.
        super(num);
        this.name = name;
    }
}

존재하는 super()를 작성해 줘야 한다.

학습 3) 메소드 오버라이딩

상속받은 조상의 메소드를 오버라이딩 하는 것.
주의. 오버로딩과 헷갈리지 말기
주의. hiding
- static 메서드 오버라이딩이 아니라 hiding
  - 오버라이딩은 런타임에 객체를 호출하는데 static은 컴파일 때 올라가기 때문에

public class Animal {
  public static void testClassMethod() {
    System.out.println("The static method in Animal");
  }

  public void testInstanceMethod() {
    System.out.println("The instance method in Animal");
  }
}

public class Cat extends Animal {
  public static void testClassMethod() {
    System.out.println("The static method in Cat");
  }

  @Override
  public void testInstanceMethod() {
    System.out.println("The instance method in Cat");
  }

  public static void main(String[] args) {
    Animal animal = new Cat(); 
    Animal.testClassMethod(); //The static method in Animal
    animal.testInstanceMethod(); //The instance method in Cat
  }
}

오버라이딩 조건

메소드의 선언부 ( 메소드의 시그니처 : 메소드 이름, 매개변수 타입과 수, 리턴타입) 이 같아야 한다.

class Vehicle3 {
    int oil = 100;

    public void run() {
        oil--;
    }
}

class Car3 extends Vehicle3 {
    public void run() {
        oil -= 2;
    }
}

접근제어자는 부모 클래스의 접근제어자 보다 좁은 범위로 변경할 수 없다.

class Vehicle3 {
    int oil = 100;

    public void run() {
        oil--;
    }
}

class Car3 extends Vehicle3 {
    protected void run() { // 컴파일 에러 
        oil -= 2;
    }
}

조상 클래스의 메소드보다 많은 수의 예외를 선언할 수 없다.

class Vehicle3 {
    int oil = 100;

    public void run() throws IndexOutOfBoundsException{
        oil--;
    }
}

class Car3 extends Vehicle3 {
    public void run() throws IndexOutOfBoundsException, IOException { // 컴파일 에러 
        oil -= 2;
    }
}

covariant return type

오버라이딩 하면 그 오버라이딩한 조상클래의 메소드의 리턴타입의 하위 클래스를 리턴할 수 있다.

class B extends A {

}

class C {
    
}

class Vehicle3 {
    int oil = 100;

    public void run() throws IndexOutOfBoundsException{
        oil--;
    }

    public A getObject() {
        return new A();
    }
}


class Car3 extends Vehicle3 {
    public void run() throws IndexOutOfBoundsException {
        oil -= 2;
    }
    
    public C getObject() { //컴파일 에러
        return new C();
    }

class Car3 extends Vehicle3 {
    public void run() throws IndexOutOfBoundsException {
        oil -= 2;
    }

    public B getObject() { //이상무 
        return new B();
    }

}

학습 4) 다이나믹 메소드 디스패치 (Dynamic Method Dispatch)

오버라이딩된 메소드 호출할 때 어떤 메소드를 호출할지를 (컴파일 할 때가 아니라) 런타임 때 결정하는 매커니즘

public class DynamicMethodDispatch {
    public static void main(String[] args) {
        Fruit fruit = new Fruit();
        Fruit peach = new Peach();

        fruit.eat(); //"과일은 맛있어"
        peach.eat(); //"복숭아는 맛있어"
    }
}

class Fruit {
    public void eat() {
        System.out.println("과일은 맛있어");
    }
}

class Peach extends Fruit {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("복숭아는 맛있어");
    }
}

만약 컴파일 할 때 결정하면(참조타입에 의해 결정되므로) peach.eat() 도 "과일은 맛있어"가 되어야 한다.

런타임에 결정하면 JVM이 참조변수에 저장된 객체를 확인하므로 위와 같은 결과가 나온다.

이에 따라 다형성이 지원된다

학습 5) 추상 클래스

abstract로 선언된 클래스

추상 클래스 개념 이해

클래스가 설계도라면 추상 클래스는 미완성 설계도. 구체적인 행동 내용은 부모 입장에서 정의할 수 없으니 자식 클래스에서 이를 구현해야함을 명시하는 것
해당 부분 잘 설명해주신 (출처 속 댓글) 출처

안녕하세요,
추상 클래스와 메서드의 개념은 객체지향설계 개념을 좀 더 익히면 이해하기 쉬워질 거라 생각합니다.
객체지향설계에서는 구현해야할 것들을 객체들로 바라본 후, 객체들 간의 연관 관계를 상속(Is-a), 포함(Has-a)로 풀어낸다는 것이 핵심입니다.
추상 개념은, 객체들 간의 관계를 상속 관계로 정립하면서 생기는, 점차 상위의 클래스를 정의하게 되면서 발생하는 "구체적인 행동 내용은 부모 입장에서 정의할 수 없는 것"을 묘사하기 위해 이용하는 것이라 생각하면 될 것 같습니다.
글에서 설명하신 것과 같이 isRelevant()는 자식 시점에서는 그 행동을 구체적으로 정의할 수 있지만 부모
입장에서는 그럴 수 없지요. 게다가 모든 자식 클래스가 반드시 구현해야할 행동입니다. 그렇다면 이 메소드를 부모 단계에서 추상화하여 "내 시점에선 행동을 특정할 수 없지만 자식 시점에선 반드시 구현되어야 하고 구현될 수 있는 행동이다" 라는 것을 설계 시점에서 명시하는 겁니다.
학교나 여느 책에선 해당 이야기를 이런 예를 들어서 설명합니다. 만일 갖가지 도형 객체를 구현해야 하고, 넓이나 부피, 중심 좌표 등을 제공해줄 수 있게 해야한다고 합시다. 그럼 "원", "사각형", "삼각형" 등의 클래스는 추상화하여 "평면도형"이라는 부모 클래스를 정의하고 상속받게 할 수 있을겁니다. "구", "직육면체", "삼각뿔" 등의 클래스는 "입체도형"이라는 부모 클래스를 정의하고 상속받게 할 수 있을거고요.
입체도형과 평면도형 클래스는 다시 추상화하여 "도형"이라는 부모 클래스를 정의하고 상속 받게 설계하면 추상화를 완료하게 됩니다. 도형->평면도형->원 과 같은 형태로요.
넓이()나 부피() 같은 메소드는 최종 자식 클래스에선 구체적으로 구현해줄 수 있지만 평면도형, 입체도형 클래스 시점에선 이를 구현하기 힘들겁니다. 따라서 이들을 추상 메소드로 선언해두고, 자식 클래스에서 실제로 구현해주는거죠. 또 도형 입장에서는 무게중심 혹은 질량중심의 좌표를 담아두기 힘들죠. 하지만 평면도형 클래스에선 무게중심의 좌표를, 입체도형 클래스에선 질량중심의 좌표를 담아둘 수 있을 것입니다.
이런 일련의 과정을 이해하고 몇 번 연습과 실습을 거치게 되면 본인이 맡은 기능을 구현해나가는 도중에 본인이 정의한 클래스들 간의 공통점을 찾아 추상화한 부모 클래스를 만들고 추상 메소드를 추출해나갈 수 있게 될겁니다. 그리고 이게 객체지향설계의 절반 정도 되는 것 같습니다. 그만큼 간단하지만 중요한 개념입니다.
안드로이드가 그런 관점에서는 참고하기 좋은 운영체제입니다. 자바 자체가 객체지향 개념에 잘 기반해 만든 언어인데 안드로이드 역시 자바를 이용하여 각종 API와 기능들을 객체지향에 기반해 잘 설계했거든요.

추상 클래스 특징

추상 메소드가 있을 수도 있고 없을 수도 있다.
- 추상메소드는 구현부가 없는 메소드다
```
abstract void moveTo(double deltaX, double deltaY);
```
- 여기서, 추상 메소드가 없는 클래스의 의미는 인스턴스화를 막고, 자식 클래스에서 이를 상속해서 부모클래스에 접근할 수 있도록 제한 하는 것
  - https://stackoverflow.com/questions/4811678/defining-an-abstract-class-without-any-abstract-methods
추상메소드가 있는 클래스는 반드시 추상클래스어야만 한다.
추상클래스의 인스턴스는 만들 수 없다.
- 상속해서 추상 메소드를 구현해야 한다.
추상클래스는 하위클래스를 가질 수 있다.

보통 abstract의 하위 클래스는 모든 추상 메소드를 구현한다. 그렇지 않으면 그 하위클래스는 abstract로 선언되어야 한다.
추상 클래스의 특징을 생각할 때 추상클래스는 일반 클래스인데 추상메소드를 갖고 있는 것이라고 생각하면 편하다.
참고. 인터페이스의 메소드는 디폴트나 static으로 선언되지 않으면 전부 abstract이다. 그래서 따로 abstract라고 명시할 필요가 없다.

학습 6) final 키워드

값이 오직 한번만 할당될 수 있음을 나타낸다 (변경할 수 없다.
Final 클래스 : 서브클래스가 만들어질 수 없다.
- 자바 표준 라이브러리 클래스(ex java.lang.String)의 상당수는 final이다
- https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-8.html#jls-8.1.1.2
Final 메소드 : 오버라이딩 되거나 서브클래스에 의해 hide 될 수 없다.
- https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-8.html#jls-8.4.3.3

public class Base{
    public       void m1() {...}
    public final void m2() {...}

    public static       void m3() {...}
    public static final void m4() {...}
}

public class Derived extends Base
{
    public void m1() {...}  // OK, overriding Base#m1()
    public void m2() {...}  // forbidden

    public static void m3() {...}  // OK, hiding Base#m3()
    public static void m4() {...}  // forbidden
}

Final 변수 : 오직 한번만 초기화될 수 있다. 꼭 선언할 때 초기화될 필요는 없다.
- 변수를 final로 선언한다는 것은 어떤 순간에도 그것이 같은 객체를 가리킨다는 의미다.
- 반대로 객체는 자신을 가리키는 변수에 대해 어떤 영향도 받지 않는다.
- 그렇기 때문에 변수가 어떤 객체를 가리킨다고 했을 때 그 안의 멤버 변수 등을 자유롭게 변경될 수 있다.
```
public class FinalKeyWord {
    public static final int[] ints = new int[5];
    public static final List<Integer> integerList = new ArrayList<>();
    public static void main(String[] args) {
        ints[1] = 5;
        integerList.add(1);

        System.out.println(Arrays.toString(ints)); //[0, 5, 0, 0, 0]
        System.out.println(integerList); //[1]
    }
}    
```
- 만약 이 또한 막고 싶다면 객체의 모든 필드가 final로 선언되어야 한다.

학습 7) Object 클래스

모든 클래스의 조상이다.
- java는 단일상속이므로, 부모 클래스가 명시되있지 않으면 extends Object
다양한 메서드를 가지고 있다.

메서드1) clone() : 특정 클래스를 복제해서 인스턴스를 생성할 때 사용

객체를 복제해서 사용하고 싶을 때, 참조 변수를 그대로 가져온다면 객체의 참조값이 같아, 원래 객체를 가져오는 것과 다름 없다. 이 때 clone을 사용한다.

public class Clone {
    public static void main(String[] args) {
        Student s = new Student("Chars");
        Student m = s;
        m.changeName("Kim");
        System.out.println(s.name); // Kim 
    }
}

class Student {
    String name;
    Student(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void changeName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

사용방법

Cloneable을 implements 해서 해당 클래스가 복제 가능한 클래스라는 사실을 JVM에게 알려준다.
그리고 예외처리 해줘야 한다. throws CloneNotSupportedException

public class Clone {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student("Cheol");
        student.toString(); // 가능, 접근제어자 public
        student.clone() ; // 불가능, 접근제어자 protected
    }
}

class Student implements Cloneable {
    String name;
    Student(String name) {
        this.name = name;
    }
}

접근제어자가 protected 이므로 Object와 다른 패키지에서 쓰고 싶다면 (일반적으로 이에 해당한다. 우리가 정의한 클래스에서 사용하고 싶다면) clone 다시 써준다.

class Test {
	int x, y;
}

class Test2 implements Cloneable {
	int a;
	int b;
	Test c = new Test();
	public Object clone() throws CloneNotSupportedException
	{
		return super.clone();
	}
}


public class Main {
	public static void main(String args[])
		throws CloneNotSupportedException
	{
		Test2 t1 = new Test2();
		t1.a = 10;
		t1.b = 20;
		t1.c.x = 30;
		t1.c.y = 40;

		Test2 t2 = (Test2)t1.clone();


		t2.a = 100;
		t2.c.x = 300;

		System.out.println(t1.a + " " + t1.b + " " + t1.c.x
						+ " " + t1.c.y); // 10 20 300 40
		System.out.println(t2.a + " " + t2.b + " " + t2.c.x
						+ " " + t2.c.y); // 100 20 300 40
	}
}

메서드2) equals() : 오버라이딩해서 동등성 정의
- equals 오버라이딩 할 때 hashCode() 도 같이 오버라이딩 해줘야 한다. : 해시 값을 사용하는 hashMap이나 hashSet에서 우리는 같은 객체로 인식하길 바라는 상황에서도 해시 값이 달라 다른 객체로 인식 할 수도 있기 때문 https://hee96-story.tistory.com/48
메서드3) finalize() : 객체가 소멸될 때 호출되기로 약속된 메소드. 오버라이딩 해서 객체가 소멸될 때 일어나야 할 일을 작성 할 수 있다.
- 많은 자바의 전문가가 이 메소드의 사용을 지양한다. 사용될 일 거의 없다.

메서드4) getClass() : 클래스 정보를 얻기 위해 사용한다. (getSimpleName(), getSuperclass(), getInterfaces())

오버라이드 할 수 없다

    void printClassName(Object obj) {
    System.out.println("The object's" + " class is " +
        obj.getClass().getSimpleName());
}

메서드5) hashCode()
메서드6) toString()

출처

자바의정석-ch7
학습 1) 자바 상속의 특징
- 개념 : https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/subclasses.html
  - 이거 번역 잘해두신 : https://github.com/ByungJun25/study/tree/main/java/whiteship-study/6week#%EC%83%81%EC%86%8D%EC%9D%B4%EB%9E%80
- superclass의 private 멤버에 접근 : https://stackoverflow.com/questions/19843021/access-a-private-variable-from-the-superclass-java/19843123
학습 2) super 키워드
- https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/super.html
학습 3) 메소드 오버라이딩
- https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/override.html
  - hiding : https://ohgyun.com/242
- Covariant return type : https://en.wikipedia.org/wiki/Covariant_return_type
학습 4) Dynamic Method Dispatch
- https://www.geeksforgeeks.org/dynamic-method-dispatch-runtime-polymorphism-java/
- https://www.tutorialspoint.com/Dynamic-method-dispatch-or-Runtime-polymorphism-in-Java
학습 5) 추상 클래스
- https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/abstract.html
학습 6) final
- https://en.wikipedia.org/wiki/Final_(Java)
학습 7) Object
- clone() https://www.geeksforgeeks.org/clone-method-in-java-2/, 생활코딩
- finalize() 생활코딩

Author And Source

이 문제에 관하여(백기선님 자바스터디 6주차 : 상속), 우리는 이곳에서 더 많은 자료를 발견하고 링크를 클릭하여 보았다 https://velog.io/@bongf/study-java-whiteship-javaStudy-week6

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