[Final] Abstract Classes

Abstract Classes

• Classes are more general as we move up the in heritance hierarchy
  // 클래스는 상속 계층 구조를 통해 위로 올라갈수록 더 일반적임
• Inheritance is useful to definecommonattributes/behaviour
  // 상속은 공통 속성이나 동작을 정의하는 데 유용
• ex) Animal Class
  추상 클래스는 일반적인 동작이나 속성을 정의하고, 이 클래스를 상속받아 구체적인 클래스를 만들 때 사용됨.
  추상 클래스는 abstract 키워드를 사용하여 정의되며, 추상 메서드(abstract method)를 포함할 수 있음.
  여기서 makeSound() 메서드는 추상 메서드로 선언되었기 때문에, 이 클래스를 상속받는 실제 동물 클래스에서는 makeSound() 메서드를 반드시 구현해야 함.
  

  // 추상 클래스 Animal
  abstract class Animal {
      private String name;
      private int age;
  
      // 생성자
      public Animal(String name, int age) {
          this.name = name;
          this.age = age;
      }
  
      // 추상 메서드 - 각 동물마다 구현해야 할 메서드
      public abstract void makeSound();
  
      // 일반 메서드
      public void eat() {
          System.out.println(name + "이(가) 먹이를 먹습니다.");
      }
  
      // 일반 메서드
      public void sleep() {
          System.out.println(name + "이(가) 잠을 잡니다.");
      }
  }

  
  이제 실제 동물 클래스를 상속받아 구현해보면 
  

  // 실제 동물 클래스 - Cat
  class Cat extends Animal {
      public Cat(String name, int age) {
          super(name, age);
      }
  
      // 추상 메서드 구현
      @Override
      public void makeSound() {
          System.out.println("야옹");
      }
  }
  
  // 실제 동물 클래스 - Dog
  class Dog extends Animal {
      public Dog(String name, int age) {
          super(name, age);
      }
  
      // 추상 메서드 구현
      @Override
      public void makeSound() {
          System.out.println("멍멍");
      }
  }

  
  Cat 클래스와 Dog 클래스는 Animal 추상 클래스를 상속받아 구현된 실제 동물 클래스임.
  각각의 동물 클래스는 makeSound() 메서드를 재정의(override)하여 각 동물의 소리를 표현하는 것을 볼 수 있음

Motivation (계기)

• A common method can't bedefinedinthesuper class
  // super class에서 common method를 정의할 수 없는 경우
• abstract 키워드를 사용하여 abstract classes와 methods 선언
• ex) Person super class, Employee and Stdent sub classes
  

  // 추상 클래스 Person
  public abstract class Person {
      private String name;
      private int age;
  
      // 생성자
      public Person(String name, int age) {
          this.name = name;
          this.age = age;
      }
  
      // 추상 메서드 - 구현이 없는 메서드
      public abstract void introduce();
  }​

  // Employee 클래스 - Person을 상속받음
  public class Employee extends Person {
      private String employeeId;
  
      // 생성자
      public Employee(String name, int age, String employeeId) {
          super(name, age);
          this.employeeId = employeeId;
      }
  
      // 추상 메서드 구현
      @Override
      public void introduce() {
          System.out.println("저는 직원입니다.");
      }
  }
  
  // Student 클래스 - Person을 상속받음
  public class Student extends Person {
      private String studentId;
  
      // 생성자
      public Student(String name, int age, String studentId) {
          super(name, age);
          this.studentId = studentId;
      }
  
      // 추상 메서드 구현
      @Override
      public void introduce() {
          System.out.println("저는 학생입니다.");
      }
  }​

• Instance를 생성할 수는 없음.
  

  public class Main {
      public static void main(String[] args) {
          // Person person = new Person("John", 30); // 추상 클래스이므로 인스턴스 생성 불가능
  
          Person employee = new Employee("Jane", 25, "E123"); // Employee 클래스의 인스턴스 생성
          employee.introduce(); // "저는 직원입니다." 출력
  
          Person student = new Student("Mike", 20, "S456"); // Student 클래스의 인스턴스 생성
          student.introduce(); // "저는 학생입니다." 출력
      }
  }

   위의 Main 클래스에서는 Person 추상 클래스의 인스턴스를 직접 생성할 수 없음. 대신 Employee와 Student 클래스의 인스턴스를 생성하여 Person 타입의 참조 변수로 참조할 수 있음.
  

Abstract Methods

• abstract classes를 사용하여
  • 클래스는 추상 및 구체적인 메서드를 모두 포함할 수 있음
• 구체적인 하위 클래스에서 반드시 재정의되어야 함. 그렇지 않으면 하위 클래스도 추상 클래스여야 함
  

  public class Dog extends Animal ...
  
  public abstract class Cat extends Animal {
      public Cat(String name) {
          super(name);
      }
      // Cat 클래스는 추상 메서드를 재정의하지 않으므로 추상 클래스가 됨
  }

• Abstract classes and Polymorphism
  
  • Polymorphism(다형성)
    
    • 같은 코드를 사용하여 다양한 객체를 다룰 수 있는 기능을 말함.
    • 상속과 관련하여 부모 클래스 타입의 참조 변수가 자식 클래스의 객체를 참조할 수 있는 성질을 의미함.
    • 메서드 오버라이딩(재정의)을 통해 다형성을 구현할 수 있음
      
  • ex)
    

    public class Dog extends Animal
        public void makeSound() {
            System.out.println(getName() + "이(가) 멍멍 짖습니다.");
    
    public class Cat extends Animal
        public void makeSound() {
            System.out.println(getName() + "이(가) 야옹 웁니다.");
    
    public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            Animal dog = new Dog("멍멍이");
            Animal cat = new Cat("야옹이");
    
            animalMakesSound(dog);
            animalMakesSound(cat);
        }
    
        // 다형성을 이용한 동물 소리 출력 메서드
        public static void animalMakesSound(Animal animal) {
            animal.makeSound();
        }
    }

Object Class

• 모든 Java 클래스의 부모 클래스
• 다른 클래스들은 암시적으로 이 클래스를 상속받음
• 일부 메서드
  • equals(): 객체의 동등성을 비교하는 메서드
    

    public class Person {
        private String name;
        private int age;
    
        public Person(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
    
        // equals() 메서드 재정의
        @Override
        public boolean equals(Object obj) {
            if (this == obj) {
                return true; // 같은 객체인 경우 true 반환
            }
            if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) {
                return false; // null이거나 클래스가 다른 경우 false 반환
            }
            Person other = (Person) obj; // obj를 Person으로 형변환
            return age == other.age && name.equals(other.name); // 필드 값 비교
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            Person person1 = new Person("John", 30);
            Person person2 = new Person("John", 30);
    
            System.out.println(person1.equals(person2)); // true 출력 (내용 비교)
        }
    }

  • hashCode(): 객체의 해시 코드를 반환하는 메서드
    

    public class Person {
        private String name;
        private int age;
    
        public Person(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
    
        @Override
        public int hashCode() {
            return Objects.hash(name, age); // 필드 값들을 이용하여 해시 코드 생성
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            Person person = new Person("Alice", 25);
            System.out.println(person.hashCode()); // 객체의 해시 코드 출력
        }
    }

  • toString(): 객체를 문자열로 표현하는 메서드
    

    public class Person {
        private String name;
        private int age;
    
        public Person(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Person{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    '}';
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            Person person = new Person("Bob", 35);
            System.out.println(person.toString()); // 객체의 문자열 표현 출력
        }
    }

Downcasting

• 부모 클래스에서 실제 자식 클래스 타입으로의 형변환
• Example
• Using "instanceof"