다형성 Polymorphism

다형성 Polymorphism

다형성 Polymorphism: 프로그램 언어 각 요소(상수, 변수, 식, 객체, 메서드 등)이 다양한 자료형(type)에 속하는 것이 허가되는 성질을 가리킨다(위키피디아, [다형성]). 또는 여러 형태를 받아들일 수 있는 성질, 상황에 따라 의미를 다르게 부여할 수 있는 특성 등으로 정의하기도 한다.

다형성을 활용하면 기능을 확장하거나, 객체를 변경해야 할 때 타입 변경 없이 객체 주입만으로 수정이 일어날 수 있다. 또한 상속을 사용하여 중복 코드까지 제거할 수 있어 객체 지향 설계와 가까워질 수 있다. 다형성 구현에는 다양한 방법이 있을 수 있지만, 오버로딩, 오버라이딩, 함수형 인터페이스가 대표적이다.

- Tecoble, [다형성] 페이지에서

 

오버로딩 Overloading

• 다양한 매개변수를 다양하게 받아들이는 메서드를 여러 개 만들어서 사용자가 편리하게 사용하도록 하는 것
• 오버로딩은 여러 종류의 타입을 받아들여 결국 같은 기능을 하도록 하기 위한 작업이다.
• 하지만 메서드 오버로딩을 구현한 경우 요구사항이 변경되었을 때 모든 메서드에서 수정이 불가피하므로 필요한 경우에만 하는 것이 필요하다: 테코블 페이지 필자의 경우에는 생성자 오버로딩을 자주 사용하는 듯 하다.

예: System.out.println();

 

오버라이딩 Overriding

• 부모 클래스가 가지고 있는 메서드를 리턴 타입, 매개 변수, 메서드 이름을 동일하게 가지고 있는 것
• 상위 클래스가 가지고 있는 메서드를 자식 클래스에서 재정의 하는 것.
• 메서드가 오버라이딩되면 무조건 자식의 메서드가 실행된다: 자식 객체를 생성하여 참조 타입을 부모 타입으로 하더라도 오버라이딩 되어있는 메서드는 항상 오버라이딩된 메서드가 실행된다(즉 자식의 메서드가 실행된다).

참조 타입이 부모 타입이라면 부모타입의 메서드만 사용 가능하다. 사용하기 위해서는 형변환이 필요. 오버라이딩된 메서드의 경우 무조건 자식의 메서드가 실행된다.

• 하지만 필드의 경우 참조 type을 따라간다
  • 클래스가 작성될 때에는 클래스가 상속을 하게될지 안하게 될지 알 수 없다.
  • 상속 클래스가 생성되었을 때 필드를 상속된 클래스에서 가져오게되면 예상치 못한 동작을 일으킬 수 있다.
  • 즉, 클래스의 메서드를 상속하여 메서드를 확장하여 사용하고자 상속 개념을 사용하지만, 필드의 경우에는 의도대로 클래스를 사용하도록 상속하지 않는 것임
  • 이는 객체 지향적 관점에서 정보 은닉 전략을 따르기 위한 설계이다: 객체의 속성은 그 객체의 메서드를 통해서만 변경된다.

정보 은닉(Information hiding)은 객체 지향의 중요한 기법이다. 중요한 필드는 은닉하고, 필드는 메서드를 통해서만 접근하여 사용하도록 하는 것이다:

• 추상클래스 뿐 아니라 인터페이스도 구현의 방법만 다를 뿐 동일하게 메서드 오버라이딩을 활용할 수 있다.

 

함수형 인터페이스 Functional Interface

• 람다식을 사용하기 위한 API로, 자바에서 제공하는 인터페이스에 구현할 메서드가 하나뿐인 인터페이스를 의미한다. enum과 함께 사용하면 다형성의 장점을 활용할 수 있다.
• 다음은 테코블 블로그에서 예시로 사용한 문자열 계산기 클래스

public enum Operator {
    PLUS("+", (a, b) -> a + b),
    MINUS("-", (a, b) -> a - b),
    MULTIPLY("*", (a, b) -> a * b),
    DIVIDE("/", (a, b) -> a / b);

    private final String sign;
    private final BiFunction<Long, Long, Long> bi;

    Operator(String sign, BiFunction<Long, Long, Long> bi) {
        this.sign = sign;
        this.bi = bi;
    }

	  public static long calculate(long a, long b, String sign) {
    	  Operator operator = Arrays.stream(values())
            	.filter(v -> v.sign.equals(sign))
            	.findFirst()
            	.orElseThrow(IllegalArgumentException::new);

    	  return operator.bi.apply(a, b);
	  }
}

메인 클래스

public static void main(String[] args) {
    String question = "4*7";
    String[] values = question.split("");

    long a = Long.parseLong(values[0]);
    long b = Long.parseLong(values[2]);

    long result = Operator.calculate(a, b, values[1]);
    System.out.println(result); //28
}

 

정리

다형성은 코드 중복을 줄이면서 변경과 확장에 유연한 객체 지향적인 코드를 작성하는데 유용하다.

다형성의 구현을 위해서는 공통 특성을 타입으로 추상화하고 그것을 상속(인터페이스라면)해야한다.

 

 

참고 자료

즐거운 자바: 다형성

https://tecoble.techcourse.co.kr/post/2020-10-27-polymorphism/