[ Java 프로그래밍 ] 공부 정리 - 5강. 상속

* 공부 정리일자 (2022년 8~12월) 
- 책 : 명품 자바 에센셜 
- 개인적으로 공부 및 복습하면서 정리한 내용입니다. (사진 제외) 

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* 목차
5장. 상속
5.1 상속의 개념
5.2 클래스 상속과 객체
5.3 protected 접근 지정
5.4 상속과 생성자 
5.5 업캐스팅과 instanceof 연산자
5.6 메소드 오버라이딩
5.7 추상 클래스
5.8 인터페이스 

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1. 복습 (중요 키워드 위주)
5) 5강. 상속 (책 191p) 
5.1) 상속의 개념 (책 191p)

* 상속 (inheritance)
- 객체 지향 상속
- 자식이 부모 유전자를 물려 받는 것과 유사한 개념

* 상속의 필요성
- 상속이 없는 경우 중복된 멤버를 가진 4 개의 클래스 구성해야 함
- 상속을 이용한 경우 중복이 제거되고 간결해진 클래스 구조 

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5.2) 클래스 상속과 객체 (책 192p)
(1) 자바의 상속 선언
- extends 키워드로 선언
-- 부모 클래스를 물려받아 확장한다는 의미

* 부모 클래스 -> 슈퍼 클래스(super class)
* 자식 클래스 -> 서브 클래스(sub class)
- ColorPoint는 Point를 물려 받으므로, Point에 선언된 필드와 메소드 선언 필요 없음

(2) 상속과 객체 
* 예제 5-1 : 클래스 상속
- (x, y)의 한 점을 표현하는 Point 클래스와 이를 상속받아 점에 색을 추가한 ColorPoint 클래스를 만들고 활용해보자.

* 서브 클래스 객체의 모양 (194p)
- 슈퍼 클래스 객체와 서브 클래스의 객체는 별개
- 서브 클래스 객체는 슈퍼 클래스 멤버 포함

* 서브 클래스에서 슈퍼 클래스 멤버 접근

(3) 자바 상속의 특징
* 클래스 다중 상속(multiple inheritance) 불허
- C++는 다중 상속 가능
-- C++는 다중 상속으로 멤버가 중복 생성되는 문제 있음
- 자바는 인터페이스(interface)의 다중 상속 허용

* 모든 자바 클래스는 묵시적으로 Object클래스 상속받음
- java.lang.Object는 클래스는 모든 클래스의 슈퍼 클래스

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5.3) protected 접근 지정 (책 197p)

(1) 슈퍼 클래스의 멤버에 대한 서브 클래스의 접근
* 슈퍼 클래스의 private 멤버
- 서브 클래스에서 접근할 수 없음

* 슈퍼 클래스의 디폴트 멤버
- 서브 클래스가 동일한 패키지에 있을 때, 접근 가능

* 슈퍼 클래스의 public 멤버
- 서브 클래스는 항상 접근 가능

* 슈퍼 클래스의 protected 멤버
- 같은 패키지 내의 모든 클래스 접근 허용
- 패키지 여부와 상관없이 서브 클래스는 접근 가능

* 슈퍼 클래스 멤버의 접근 지정자


(2) protected 멤버
* protected 멤버에 대한 접근
- 같은 패키지의 모든 클래스에게 허용
- 상속되는 서브 클래스(같은 패키지든 다른 패키지든 상관 없음)에게 허용

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5.4) 상속과 생성자 (책 198p)
(1) 서브 클래스/슈퍼 클래스의 생성자 호출과 실행 
 
* 서브 클래스의 객체가 생성될 때
- 슈퍼클래스 생성자와 서브 클래스 생성자 모두 실행

* 서브 클래스의 객체가 생성 - 호출 순서
- 서브 클래스의 생성자 먼저 호출, 
- 서브 클래스의 생성자는 실행 전 슈퍼 클래스 생성자 호출

* 서브 클래스의 객체가 생성 - 실행 순서
- 슈퍼 클래스의 생성자가 먼저 실행된 후 서브 클래스의 생성자 실행

* 슈퍼 클래스와 서브 클래스의 생성자 호출 및 실행 관계

(2) 서브 클래스와 슈퍼 클래스의 생성자 선택 (책 199p)
* 슈퍼 클래스와 서브 클래스
- 각각 여러 개의 생성자 작성 가능

* 서브 클래스의 객체가 생성될 때
- 슈퍼 클래스 생성자 1 개와 서브 클래스 생성자 1개가 실행

* 서브 클래스의 생성자와 슈퍼 클래스의 생성자가 결정되는 방식
 1. 개발자의 명시적 선택
- 서브 클래스 개발자가 슈퍼 클래스의 생성자 명시적 선택
- super() 키워드를 이용하여 선택
 2. 컴파일러가 기본생성자 선택
- 서브 클래스 개발자가 슈퍼 클래스의 생성자를 선택하지 않는 경우
- 컴파일러가 자동으로 슈퍼 클래스의 기본 생성자 선택

(2.1) 컴파일러에 의해      슈퍼 클래스의 기본 생성자가 묵시적 선택 (2.1.1) 아래 

* 개발자가 서브 클래스의 생성자에 대해 
   슈퍼 클래스의 생성자를 명시적으로 선택하지 않은 경우


* 슈퍼 클래스에 기본 생성자가 없어 오류 난 경우

(2.1.2) 서브 클래스의 
        매개 변수를 가진 생성자에 대해서도 
        슈퍼 클래스의 기본 생성자가 자동 선택 -> 


* 개발자가 서브 클래스의 생성자에 대해 
   슈퍼 클래스의 생성자를 명시적으로 선택하지 않은 경우


(2.2) super()로 슈퍼 클래스의 생성자 명시적 선택
* super() 
- 서브 클래스에서 명시적으로 슈퍼 클래스의 생성자 선택 호출

* 사용 방식
- super(parameter);
- 인자를 이용하여 슈퍼 클래스의 적당한 생성자 호출
- 반드시 서브 클래스 생성자 코드의 제일 첫 라인에 와야 함

(2.2.1) super()로 슈퍼 클래스의 생성자를 명시적으로 선택한 사례

(2.2.2) 예제 5-2 : super()를 활용한 ColorPoint 작성
- super()를 이용하여 ColorPoint 클래스의 생성자에서 서브 클래스 Point의 생성자를 호출하는 예를 보인다.

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5.5) 업캐스팅과 instanceof 연산자 (책 204p)
(1) 업캐스팅 개념 

* 업캐스팅 (upcasting)
- 서브 클래스의 레퍼런스를 슈퍼 클래스 레퍼런스에 대입
- 슈퍼 클래스 레퍼런스로 서브 클래스 객체를 가리키게 되는 현상

* 업캐스팅 사례

(2) 다운캐스팅 (downcasting)
- 슈퍼 클래스 레퍼런스를 서브 클래스 레퍼런스에 대입
- 업캐스팅된 것을 다시 원래대로 되돌리는 것
- 반드시 명시적 타입 변환 지정

(2.1) 다운캐스팅 사례

(3) instanceof 연산자와 객체 구별 (업캐스트 레퍼런스)
* 업캐스팅된 레퍼런스로는 객체의 실제 타입을 구분하기 어려움
- 슈퍼 클래스는 여러 서브 클래스에 상속되기 때문

- 예) 아래의 클래스 계층 구조에서, p가 가리키는 객체가 Person 객체인지, Student 객체인지, Professor 객체인지 구분하기 어려움

(3.1) instanceof 연산자 사용
* instanceof 연산자
- 레퍼런스가 가리키는 객체의 타입 식별

* instanceof 연산자 사용 사례

(3.2) 예제 5-3 : instanceof 연산자 활용

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5.6) 메소드 오버라이딩 (책 210p)
(1) 메소드 오버라이딩의 개념

* 메소드 오버라이딩 (Method Overriding)
- 서브 클래스에서 슈퍼 클래스의 메소드 중복 작성
- 슈퍼 클래스의 메소드 무력화, 항상 서브 클래스에 오버라이딩한 메소드가 실행되도록 보장됨
- “메소드 무시하기”로 번역되기도 함

* 오버라이딩 조건
- 슈퍼 클래스 메소드의 원형(메소드 이름, 인자 타입 및 개수, 리턴 타입) 동일하게 작성

(1.1) 서브 클래스 객체와 오버라이딩된 메소드 호출 - 오버라이딩한 메소드가 실행됨을 보장

(2) 오버라이딩의 목적, 다형성 실현
* 오버라이딩으로 다형성 실현
- 하나의 인터페이스(같은 이름)에 서로 다른 구현
- 슈퍼 클래스의 메소드를 서브 클래스에서 각각 목적에 맞게 다르게 구현

* 사례
- Shape의 draw() 메소드를 Line, Rect, Circle에서 오버라이딩하여 다르게 구현

(2.1) 예제 5-4 : 메소드 오버라이딩으로 다형성 실현
- Shape의 draw() 메소드를 Line, Circle, Rect 클래스에서 목적에 맞게 오버라이딩하는 다형성의 사례를 보여준다.

* 예제 5-4 실행 과정

(3) 동적 바인딩 사례 - 오버라이딩된 메소드 호출

(4) 오버라이딩과 super 키워드
- super 키워드로 슈퍼 클래스의 멤버 접근

* super
- 슈퍼 클래스의 멤버를 접근할 때 사용되는 레퍼런스
     super.슈퍼클래스의멤버

- 서브 클래스에서만 사용
- 슈퍼 클래스의 필드 접근
- 슈퍼 클래스의 메소드 호출 시
- super로 이루어지는 메소드 호출 : 정적 바인딩

(5) 오버로딩과 오버라이딩

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5.7) 추상 클래스 (책 218p)
(1) 추상 메소드 (abstract method)
- abstract로 선언된 메소드, 메소드의 코드는 없고 원형만 선언

(2) 추상 클래스 (abstract class)
- 추상 메소드를 가지며, abstract로 선언된 클래스
- 추상 메소드 없이, abstract로 선언한 클래스

(3) 추상 클래스의 인스턴스 생성 불가
- 추상 클래스는 온전한 클래스가 아니기 때문에 인스턴스를 생성할 수 없음

(4) 추상 클래스의 상속과 구현
(4.1) 추상 클래스 상속
- 추상 클래스를 상속받으면 추상 클래스가 됨
- 서브 클래스도 abstract로 선언해야 함

(4.2) 추상 클래스 구현
- 서브 클래스에서 슈퍼 클래스의 추상 메소드 구현(오버라이딩)
- 추상 클래스를 구현한 서브 클래스는 추상 클래스 아님

(5) 추상 클래스의 목적 
* 추상 클래스의 목적
- 상속을 위한 슈퍼 클래스로 활용하는 것
- 서브 클래스에서 추상 메소드 구현
- 다형성 실현

(5.1) 예제 5-5 : 추상 클래스의 구현
- 추상 클래스 Calculator를 상속받는 GoodCalc 클래스를 구현하라.
(5.2) 예제 5-5 정답

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5.8) 인터페이스 (책 223p)
(0) 인터페이스의 필요성

(1) 자바의 인터페이스
* 자바의 인터페이스
- 클래스가 구현해야 할 메소드들이 선언되는 추상형

* 인터페이스 선언
- interface 키워드로 선언
- Ex) public interface SerialDriver {…}

* 자바 인터페이스에 대한 변화
- Java 7까지 
-- 인터페이스는 상수와 추상 메소드로만 구성

- Java 8부터 
-- 상수와 추상메소드 포함
-- default 메소드 포함 (Java 8)
-- private 메소드 포함 (Java 9)
-- static 메소드 포함 (Java 9)

* 여전히 인터페이스에는 필드(멤버 변수) 선언 불가

(1.1) 자바 인터페이스 사례

(1.2) 인터페이스의 구성 요소들의 특징
* 인터페이스의 구성 요소들
* 상수
- public만 허용, public static final 생략

* 추상 메소드
- public abstract 생략 가능

* default 메소드
- 인터페이스에 코드가 작성된 메소드
- 인터페이스를 구현하는 클래스에 자동 상속
- public 접근 지정만 허용. 생략 가능

* private 메소드
- 인터페이스 내에 메소드 코드가 작성되어야 함
- 인터페이스 내에 있는 다른 메소드에 의해서만 호출 가능

* static 메소드
- public, private 모두 지정 가능. 생략하면 public

* 인터페이스의 객체 생성 불가

* 인터페이스 타입의 레퍼런스 변수 선언 가능

(2) 인터페이스 상속
* 인터페이스 간에 상속 가능
* 인터페이스를 상속하여 확장된 인터페이스 작성 가능
- extends 키워드로 상속 선언

* 인터페이스 다중 상속 허용

(3) 인터페이스 구현
* 인터페이스의 추상 메소드를 모두 구현한 클래스 작성
- implements 키워드 사용
- 여러 개의 인터페이스 동시 구현 가능

* 인터페이스 구현 사례
- PhoneInterface 인터페이스를 구현한 SamsungPhone 클래스
- SamsungPhone 클래스는 PhoneInterface의 default 메소드상속

(3.1) 예제 5-6 인터페이스 구현
- PhoneInterface 인터페이스를 구현하고 flash() 메소드를 추가한SamsungPhone 클래스를 작성하라.

(3.2) 예제 5-7 : 인터페이스 구현과 동시에 슈퍼 클래스 상속