[ JAVA ] 자바의 추상클래스( abstract class )와 추상메서드(abstract method )

추상클래스 ❓

• 미완성된 설계도로 비유할 수 있음(=프레임)
• 추상메서드(미완성 메서드)를 포함하고 있는 클래스
• 추상메서드는 상속을 통해서만 완성되어질 수 있음
• 공통된 부분에 대해서 자식 클래스에게 상속이 이루어짐
• 추상클래스는 abstract 키워드를 붙여 생성함 

abstract class Robot{
	...
}

 

추상메서드( abstract method ) ❓

• 메서드를 선언하지만 메서드의 내용이 존재하지 않음
• 메서드만 구성하고  상세구현은 상속을 통해 이루어 지도록 강제함.
• 메서드의 내용을 비워두는 이유는 자식클래스 마다의 구현내용이 달라질 수 있기 때문
• 구현내용이 존재하지 않기 때문에  { } 블록 없이 메서드를 정의함

abstract String attack();

 

잠깐만요 ✋

추상메서드도 어차피 메서드인데 일반 메서드로 만들어도 되지 않나요 ❓ 

그렇다. 어차피 구현 내용은 메서드에만 작성되면 된다. 어느 메서드에든 구현내용만 제대로 작성하고 동작하면 되는 것이다. 그런데도 abstract 키워드를 사용해 추상메서드를 만드는 이유는 바로 강제성을 부여하기 위해서다. 예로 들어 자동차를 만든다고 가정해 보자. 핸들, 휠, 엔진, 브레이크와 같은 구성들은 자동차가 만들어지기 위해선 반드시 필수불가결한 부품 혹은 기능들이다. 혹, 이 중 하나라도 누락되어 자동차로 만들어진다면 그 누구도 이런 자동차를 타고 싶어 하지 않을 것이다. 즉, 원하는 소프트웨어를 만드는 과정에서 주요한 기능이 누락되지 않고 반드시 구현되도록 강제하는 것을 추상메서드라고 이해하면 된다.

 

추상클래스 작성 📝

여러 클래스를 공통적으로 사용될 수 있는 클래스를 바로 작성하기도 하고, 기존의 클래스의 공통적인 부분을 뽑아서 추상클래스로 만들어 상속하도록 하는 경우도 있다. 상속이 자식 클래스를 만드는데 부모 클래스를 사용하는 것이라면, 추상화는 기존의 클래스로부터 공통부분을 도출해 부모 클래스를 만드는 것이라 할 수 있다. 때문에 추상화를 구현한다는 것은 점차 기능의 내용이 상세화(상속) 된다는 이야기가 된다. 반대로 구체화를 추상화 한다는 것은 기능의 내용이 간결해지고 공통의 관심사만 남게 된다. 

 

우리는 '로봇'을 구현하기 위해서는 다음을 생각해 볼 수 있다.

 

로봇은 공격을 할 수 있다.

로봇은 이동을 할 수 있다.

로봇은 방어를 할 수 있다.

로봇은 변신을 할 수 있다.

로봇은 다양한 종류가 있다.

 

위와 같이 각각의 로봇(자식클래스)이 가질수 있는 공통된 성질을 뽑아낼 수 있다. 이를 추상클래스로 작성해 보자.

 

Robot.java

public abstract class Robot {
    //공격
    abstract void attack();
    
    //이동
    abstract void move();
    
    //방어
    abstract void defend();
    
    //변신
    abstract void transform();
    
}

로봇의 공통 성질인 공격(attack), 이동(move), 방어(defend), 변신(transform)을 추상메서드로 만들어주었다.

이제 Robot을 만들기 위해서는 반드시 이 4가지의 기능을 추가해 주어야 완전한 로봇이 탄생하게 된다.

 

자 다음은 Robot 추상메서드를 구현하는 구현클래스를 작성해 보자.

 

TaekwonV.java

public class TaekwonV extends Robot{

    @Override
    void attack() {
        System.out.println("태권브이가 미사일 공격을 합니다.");
    }
    @Override
    void move() {
        System.out.println("태권브이가 비행 모드로 이동 합니다.");
    }

    @Override
    void defend() {
        System.out.println("태권브이가 방패로 방어 합니다.");
    }

    @Override
    void transform() {
        System.out.println("태권브이가 전투기로 변신합니다.");
    }
}

 

Sungard.java

public class Sungard extends Robot{

    @Override
    void attack() {
        System.out.println("썬가드가 발차기 공격을 합니다.");
    }

    @Override
    void move() {
        System.out.println("썬가드가 걸어서 이동합니다.");
    }

    @Override
    void defend() {
        System.out.println("썬가드가 방패로 방어합니다.");
    }

    @Override
    void transform() {
        System.out.println("썬가드가 자동차로 변신 합니다.");
    }
}

Mazinger.java

public class Mazinger extends Robot{

    @Override
    void attack() {
        System.out.println("마징가가 펀치 공격을 합니다.");
    }

    @Override
    void move() {
        System.out.println("마징가가 비행 합니다.");
    }

    @Override
    void defend() {
        System.out.println("마징가가 방패로 방어합니다.");
    }

    @Override
    void transform() {
        System.out.println("마징가 비행기로 변신 합니다.");
    }
}

우리는 여기서 @Override에 집중할 필요가 있다. 태권브이, 마징가, 썬가드는 모두 반드시 필요한 기능 4가지에 대해서 재정의를 통해 추상메서드의 내용을 재정의하고 있다. 이 중 하나라도 재정의하지 않는다면, 자바는 다음과 같은 에러 메세지를 보낼 것이다.

java: org.kithub.Mazinger is not abstract and does not override abstract method defend() in org.kithub.Robot

그리고 우리는 세 로봇의 4가지 기능이 모두 다르다는 것(공격:미사일,펀치,발차기)을 알 수 있다. 즉, 추상클래스(부모클래스)는 자식클래스에게 필요한 기능 4가지를 제시한 것일뿐 상세한 내용은 온전히 자식클래스에게 위임하고 있다. 같은 로봇이라도 미사일 공격이 가능할 수 있고, 펀치 공격이 가능할 수도 있기때문이다.

 

Main.java

    public static void main(String[] args) {
        List<Robot> robots = List.of(new Mazinger(),new TaekwonV(), new Sungard());
        robots.stream().forEach((r)->r.attack());
    }

마징가가 펀치 공격을 합니다.
태권브이가 미사일 공격을 합니다.
썬가드가 발차기 공격을 합니다.

이제 세 모델의 로봇(인스턴스)을 만들어 공격 동작을 수행해보자. 로그에 나와 있는 것처럼 모두 다른 공격 패턴을 지니고 있음을 알 수 있다. 여기서 우리는 하나를 더 알게 된다. 객체가 다름에도 List 컬렉션은 다른 세 타입의 객체를 모두 받아들이고 있다는 것이다. 이것이 바로 부모의 타입은 같지만 실제 참조하고 있는 자식의 타입이 다른 경우를 우리는 '다형성'이라고 부른다. 자바는 이러한 다형성을 지원하기 때문에 추상클래스와 같은 미완성의 설계도를 통해 좀 더 유연한 소프트웨어 개발이 가능한 것이다.