[JAVA] 객체지향 프로그래밍 : 다형성

** 자기 공부용 및 암기용으로 포스팅하는 글 입니다.

** 정확한 정보는 보장 할 수 없으니, 참고용으로만 봐주시면 감사하겠습니다.

** 제 개인적인 생각 및 자기 암시목적으로 작성되기에 이점 양해 부탁드립니다.

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들어가기에 앞서..

객체지향 프로그래밍 설계를 지탱하는 핵심적인 4가지의 기둥이 존재한다.

그것은 상속/캡슐화/추상화/다형성 이다.

이제 마지막으로 다형성에 관해서 배워보자.

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★ 알아볼 내용

 1.  다형성 개념

 2.  참조 변수의 타입 변환 + instanceof 연산자

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내용 설명 

 1.  다형성 개념

일반적으로 다형상이란 여러개를 의미하는 poly와, 어떤 형태 또는 실체를 의미하는 morphism의 결합어로 하나의 객체가 여러가지의 형태를 가질 수 있는 성질을 의미.

자바 프로그래밍에서 다형성은 한 타입의 참조 변수를 통해 여러 타입의 객체를 참조할 수 있도록 만든 것을 의미하며, 상위 클래스 타입의 참조 변수를 통해서 하위 클래스의 객체를 참조할 수 있도록 허용한 것이다.

class Friend {
    public void friendInfo() {
        System.out.println("나는 당신의 친구입니다.");
    }
}

class BoyFriend extends Friend {
   
    public void friendInfo() {
        System.out.println("나는 당신의 남자친구입니다.");
    }
}

class GirlFriend extends Friend {
    
    public void friendInfo() {
        System.out.println("나는 당신의 여자친구입니다.");
    }
}

public class FriendTest {
    public static void main(String[] args) {
        Friend friend = new Friend(); // 객체 타입과 참조 변수 타입의 일치
        BoyFriend boyfriend = new BoyFriend();
        Friend girlfriend = new GirlFriend(); // 객체 타입과 참조 변수 타입의 불일치

        friend.friendInfo();
        boyfriend.friendInfo();
        girlfriend.friendInfo();
      // GirlFriend friend1 = new Friend(); -> 
      // 하위클래스 타입으로 상위클래스 객체 참조 -> 불가능
    }
}

// 출력값
// 나는 당신의 친구입니다.
// 나는 당신의 남자친구입니다.
// 나는 당신의 여자친구입니다.

 

위 예시에서는 GirlFriend friend1 = new Friend(); 를 실행하게 되면 오류가 나타나게 되는데 그 이유는 실제 객체인"Firiend"의 맴버 개수 보다 참조 변수 "Friend1"이 사용할 수 있는 맴버 개수가 더 많기 때문에 에러가 나타나는 것이다.

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 2.  참조 변수의 타입 변환 + instanceof 연산자

참조 변수또한 앞서 배웠던 기본 자료형의 형 변환처럼 가능하다.

그러나 의미가 다른데, 참조 변수의 타입 변환은 사용할 수 있는 맴버의 개수를 조절하는 것을 의미한다.

참조 변수의 타입 변환에는 세 가지 조건이 충족되어야 가능하다.

1. 서로 상속 관계에 있는 상위-하위 클래스 사이어야만 한다.

2. 하위 클래스 타입에서 상위 클래스 타입으로의 타입 변환은 업캐스팅이라고 불리우며 변환 연산자(괄호)를 생략할 수 있다.

3. 상위 클래스에서 하위 클래스 타입으로 변환하는 것은 다운캐스팅이라고 불리우며, 변환 연산자(괄호)를 반드시 명시해야함.

public class VehicleTest {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car();
        Vehicle vehicle = (Vehicle) car; // 상위 클래스 Vehicle 타입으로 변환(생략 가능)
        Car car2 = (Car) vehicle; // 하위 클래스 Car타입으로 변환(생략 불가능)
        MotorBike motorBike = (MotorBike) car; // 상속 관계가 아니므로 타입 변환 불가 -> 에러발생
    }
}

class Vehicle {
    String model;
    String color;
    int wheels;

    void startEngine() {
        System.out.println("시동 걸기");
    }

    void accelerate() {
        System.out.println("속도 올리기");
    }

    void brake() {
        System.out.println("브레이크!");
    }
}

class Car extends Vehicle {
    void giveRide() {
        System.out.println("다른 사람 태우기");
    }
}

class MotorBike extends Vehicle {
    void performance() {
        System.out.println("묘기 부리기");
    }
}

 

또한 우리는 해당 참조 변수가 업캐스팅이나 다운 캐스팅이 가능한지 여부를 파악할 수 있다.

알 수 있는 방법으로는 instanceof 연산자를 사용하는 것으로

가능 여부를 boolean타입으로 반환해 준다. 

public class InstanceOfExample {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal();
        System.out.println(animal instanceof Object); //true
        System.out.println(animal instanceof Animal); //true
        System.out.println(animal instanceof Bat); //false

        Animal cat = new Cat();
        System.out.println(cat instanceof Object); //true
        System.out.println(cat instanceof Animal); //true
        System.out.println(cat instanceof Cat); //true
        System.out.println(cat instanceof Bat); //false
    }
}

class Animal {};
class Bat extends Animal{};
class Cat extends Animal{};