[Java] 자바 상속 - 부모/자식 클래스, super/super(), 메소드 오버라이딩

상속(inheritance)이란?

• 상속(inheritance)이란 기존의 클래스에 기능을 추가하거나 재정의하여 새로운 클래스를 정의하는 것을 의미한다. 이러한 상속은 캡슐화, 추상화와 더불어 객체 지향 프로그래밍을 구성하는 중요한 특징 중 하나다.
• 상속을 이용하면 기존에 정의되어 있는 클래스의 모든 필드와 메소드를 물려받아, 새로운 클래스를 생성할 수 있다.
• 기존에 정의되어 있던 클래스를 부모 클래스(parent class) 또는 상위 클래스(super class), 기초 클래스(base class)라고 한다. 그리고 상속을 통해 새롭게 작성되는 클래스를 자식 클래스(child class) 또는 하위 클래스(sub class), 파생 클래스(derived class)라고 한다.

상속의 장점

• 기존에 작성된 클래스를 재활용할 수 있다.
• 자식 클래스 설계 시 중복되는 멤버를 미리 부모 클래스에 작성해 놓으면, 자식 클래스에서는 해당 멤버를 작성하지 않아도 된다.
• 클래스 간의 계층적 관계를 구성함으로써 다형성의 문법적 토대를 마련한다.

Object 클래스

• 자바에서 Object 클래스는 모든 클래스의 부모 클래스가 되는 클래스다. 따라서 자바의 모든 클래스는 자동으로 Object 클래스의 모든 필드와 메소드를 상속받는다. 즉, 자바의 모든 클래스는 별도로 extends 키워드를 사용하여 Object 클래스의 상속을 명시하지 않아도 Object 클래스의 모든 멤버를 자유롭게 사용할 수 있다.
• 자바의 모든 객체에서 toString()이나 clone()과 같은 메소드를 바로 사용할 수 있는 이유가 해당 메소드들이 Object 클래스의 메소드이기 때문이다.

 

자식 클래스(child class)

• 자식 클래스(child class)란 부모 클래스의 모든 특성을 물려받아 새롭게 작성된 클래스를 의미한다.
• 자바에서 클래스는 단 한 개의 클래스만을 상속받는 단일 상속만이 가능하다.

class 자식클래스이름 extend 부모클래스이름 { ... }

• 부모 클래스는 자식 클래스에 포함된 것으로 볼 수 있다. 따라서 부모 클래스에 새로운 필드를 하나 추가하면, 자식 클래스에도 자동으로 해당 필드가 추가된 것처럼 동작한다.
• 자식 클래스에는 부모 클래스의 필드와 메소드만이 상속되며, 생성자와 초기화 블록은 상속되지 않는다. 또한, 부모 클래스의 접근 제어가 private이나 default로 설정된 멤버는 자식 클래스에서 상속받지만 접근할 수는 없다.

class Parent {
    private int a = 10; // private 필드
    public int b = 20;  // public 필드
}

class Child extends Parent {
    public int c = 30;  // public 필드
    
    void display() {
       // System.out.println(a); // 상속받은 private 필드 참조 - 접근 불가, 오류 발생
       System.out.println(b);    // 상속받은 public 필드 참조 - 접근 가능
       System.out.println(c);    // 자식 클래스 본인이 선언한 public 필드 참조
    }
}

public class Inheritance01 {
    public static void main(String[] args) {
        Child ch = new Child();
        ch.display();
    }
}

 

super와 super()

super 키워드

• super 키워드는 부모 클래스로부터 상속받은 필드나 메소드를 자식 클래스에서 참조하는 데 사용하는 참조 변수다. 자바에서는 super 참조 변수를 사용하여 부모 클래스의 멤버에 접근할 수 있다.
• 인스턴스 변수의 이름과 지역 변수의 이름이 같을 경우 인스턴스 변수 앞에 this 키워드를 사용하여 구분할 수 있었는데, 이와 마찬가지로 부모 클래스의 멤버와 자식 클래스의 멤버 이름이 같을 경우 super 키워드를 사용하여 구별할 수 있다. this와 마찬가지로 super 참조 변수를 사용할 수 있는 대상도 인스턴스 메소드뿐이며, 클래스 메소드에서는 사용할 수 없다.

class Parent {
    int a = 10;
}

class Child extends Parent {            // Parent 상속
    int a = 20;

    void display() {
        System.out.println(a);          // 지역변수
        System.out.println(this.a);     // this 참조변수 - 자식 클래스에서 대입된 값
        System.out.println(super.a);    // super 참조변수 - 부모 클래스에 대입된 값
    }
}

public class Inheritance03 {
    public static void main(String[] args) {
        Child ch = new Child();
        ch.display();
    }
}

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super() 메소드

• this() 메소드가 같은 클래스의 다른 생성자를 호출할 때 사용된다면, super() 메소드는 부모 클래스의 생성자를 호출할 때 사용된다.
• 자식 클래스의 인스턴스를 생성하면, 해당 인스턴스에는 자식 클래스의 고유 멤버뿐만 아니라 부모 클래스의 모든 멤버까지도 포함되어 있다. 따라서 부모 클래스의 멤버를 초기화하기 위해서는 자식 클래스의 생성자에서 부모 클래스의 생성자까지 호출해야만 한다. 이러한 부모 클래스의 생성자 호출은 모든 클래스의 부모 클래스인 Object 클래스의 생성자까지 계속 거슬러 올라가며 수행된다. 따라서 자바 컴파일러는 부모 클래스의 생성자를 명시적으로 호출하지 않는 모든 자식 클래스의 생성자 첫 줄에 자동으로 super();와 같은 명령문을 추가하여, 부모 클래스의 멤버를 초기화할 수 있도록 해준다.
• 자바 컴파일러는 컴파일 시 클래스에 생성자가 하나도 정의되어 있지 않아야만, 자동으로 기본 생성자를 추가해 준다. 만약 부모 클래스에 매개변수를 가지는 생성자를 하나라도 선언했다면, 부모 클래스에는 기본 생성자가 자동으로 추가되지 않는다.
• 기본 생성자가 추가되어 있지 않은 부모 클래스를 상속받은 자식 클래스에서 super() 메소드를 사용하여 부모 클래스의 기본 생성자를 호출하게 되면 오류가 발생 한다. 따라서 매개변수를 가지는 생성자를 선언해야 할 경우에는 되도록이면 기본 생성자까지 명시적으로 선언하는 것이 좋다.

class Parent {
    int a;
    Parent() { a = 10; }
    Parent(int n) { a = n; }
}
 
class Child extends Parent {
    int b;
    Child() {
    // 아래 라인을 주석처리하면 자동으로 super(); 구문 삽입, 변수 a는 10으로 초기화
    // 아래 라인을 주석처리하면 두 번째 생성자에 의해 초기화, 변수 a는 40으로 초기화
    // super(40);   
       b = 20;
    }
    void display() {
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
    }
}

public class Inheritance04 {
    public static void main(String[] args) {
        Child ch = new Child();
        ch.display();
    }
}

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메소드 오버라이딩(method overriding)

• 오버로딩(overloading)이란 서로 다른 시그니처를 갖는 여러 메소드를 하나의 이름으로 정의하는 것이었다. 오버라이딩(overriding)이란 상속 관계에 있는 부모 클래스에서 이미 정의된 메소드를 자식 클래스에서 같은 시그니쳐를 갖는 메소드로 다시 정의하는 것이라고 할 수 있다.
• 자바에서 자식 클래스는 부모 클래스의 private 멤버를 제외한 모든 메소드를 상속받는다. 이렇게 상속받은 메소드는 그대로 사용해도 되고, 필요한 동작을 위해 재정의하여 사용할 수도 있다. 즉, 메소드 오버라이딩이란 상속받은 부모 클래스의 메소드를 자식 클래스에서 직접 재정의하여 사용하는 것을 의미한다.

오버라이딩의 조건

• 오버라이딩이란 메소드의 동작만을 재정의하는 것이므로, 메소드의 선언부는 기존 메소드와 완전히 같아야 한다. 하지만 메소드의 반환 타입은 부모 클래스의 반환 타입으로 타입 변환할 수 있는 타입이라면 변경할 수 있다.
• 부모 클래스의 메소드보다 접근 제어자를 더 좁은 범위로 변경할 수 없다.
• 부모 클래스의 메소드보다 더 큰 범위의 예외를 선언할 수 없다.

// 부모 클래스인 Parent 클래스의 display() 메소드를 자식 클래스인 Child 클래스에서 오버라이딩
class Parent {
    void display() { System.out.println("부모 클래스의 display() 메소드입니다"); }
}

class Child extends Parent {
    void display() { System.out.println("자식 클래스의 display() 메소드입니다"); }
}

public class Inheritance05 {
    public static void main(String[] args) {
        Parent pa = new Parent();
        pa.display();
        
        Child ch = new Child();
        ch.display();
        
        Parent pc = new Child();
        pc.display();                         // Child cp = new Parent();
    }
}

>> 부모 클래스의 display() 메소드입니다
>> 자식 클래스의 display() 메소드입니다
>> 자식 클래스의 display() 메소드입니다

오버로딩과 오버라이딩

• 오버로딩(overloading)은 새로운 메소드를 정의하는 것이고, 오버라이딩(overriding)은 상속받은 기존의 메소드를 재정의하는 것이다.

class Parent {
    void display() { System.out.println("부모 클래스의 display() 메소드입니다"); }
}

class Child extends Parent {
    // 오버라이딩된 display() 메소드
    void display() { System.out.println("자식 클래스의 display() 메소드입니다"); }
    // 오버로딩된 display() 메소드
    void display(String str) { System.out.println(str); }
}

public class Inheritance06 {
    public static void main(String[] args) {
        Child ch = new Child();
        ch.display();
        ch.display("오버로딩된 display() 메소드입니다");
    }
}

>> 자식 클래스의 display() 메소드입니다
>> 오버로딩된 display() 메소드입니다

 

Reference

• http://www.tcpschool.com/