[Java]객체지향 (6) - 인터페이스(interface)

인터페이스 (interface)

- 추상 메서드의 집합 (프로그래밍 관점)

 

인터페이스는 구현된 것이 전혀 없는 설계도(껍데기)이다. (모든 멤버가 public)

인터페이스와 추상 클래스의 차이점으로는 추상 클래스는 일반적인 클래스인데 추상 메서드를 가지고 있는 클래스이고,

인터페이스는 추상메서드 외에는 아무것도 가지고 있지 않다.

즉 추상클래스는 생성자나 iv같은 멤버 변수를 가질 수 있지만, 인터페이스는 아무것도 가질 수 없다.

인터페이스 선언

인터페이스에서는 상수(final)만 사용이 가능하고, 변수나 iv, cv는 사용이 안된다.

모든 메서드 또한 추상 메서드만 사용해야 한다.

public, static, final, abstract 생략 가능

그렇기에 public, final, static, abstract는 예외가 없이 사용하기 때문에 생략이 가능하다. 

인터페이스의 조상은 인터페이스만 가능하다.(Object가 최고 조상 아님) 또한 다중 상속도 가능하다. 

클래스가 단일 상속인 이유에서는 메서드의 충돌 때문이지만, 인터페이스는 모두 추상 메서드이기 때문에,

추상 메서드가 충돌해도 구현부가 달라지기 때문에 문제가 없다.

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인터페이스의 구현

- 인터페이스에 정의된 추상 메서드를 완성하는 것.

 

클래스가 상속받을때 extends를 사용해 상속을 받는다면, 인터페이스는 구현을 할 때 implements를 통해 구현한다.

interface Fightable {
 void move(int x, int y);
 void attack(Unit u);
 
class Fighter implements Fightable {
 public void move(int x, int y) { /* 내용 생략*/ }
 public void attack(Unit u) { /* 내용 생략*/ }
}

예를 들어 Fightable이라는 인터페이스와 Fighter라는 클래스가 Fightable을 구현하고 있을 때,

"Fighter 클래스는 Fightable 인터페이스를 구현했다."라고 표현한다.

만약 Fighter 클래스가 인터페이스의 추상메서드를 모두 구현하지 않았다면, Fighter 클래스 또한 추상 클래스가 된다.

위 코드에서 AudioPlayer은 추상클래스인 Player을 상속받아 추상 메서드를 구현한 것이고,

Fighter은 인터페이스인 Fightable을 구현한 것이다.

 

요약 Q&A

Q. 인터페이스란?
A. 추상 메서드의 집합

Q. 인터페이의 구현이란?
A. 인터페이스의 추상 메서드 몸통{} 만들기 (미완성 설계도 완성하기)

Q. 추상 클래스와 인터페이스의 공통점은?
A. 추상 메서드를 가지고 있다.(미완성 설계도)

Q. 추상 클래스와 인터페이스의 차이점은?
A. 인터페이스는 iv를 가질 수 없다.

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인터페이스와 다형성

인터페이스도 구현 클래스의 부모라고도 할 수 있다.

이렇게 Fighter클래스가 Unit을 상속받고, Fightable을 구현하고 있을 때,

참조변수로 인터페이스인 Fightable을 할 수 있다.

다만, Fightable이 가지고 있는 추상 메서드인 move와 attack만 사용이 가능하다.

또한 attack의 매개변수로는 Fightable f가 있다. 이렇게 매개변수가 인터페이스인 Fightable f 같은 경우에는

Fightable 인터페이스를 구현한 클래스의 인스턴스만 가능하다는 뜻이다.

그리고 인터페이스를 메서드의 리턴타입으로도 지정할 수 있다.

method()의 리턴타입은 Fightable(인터페이스)이다.

즉, 리턴타입이 인터페이스는 Fightable 인터페이스를 구현한 클래스의 인스턴스를 반환한다는 이야기이다.

그렇기에 Fughter객체를 생성하고 반환이 가능하다.

일치하지는 않지만 다형성을 이용해 구현하고 있는 클래스가 Fighter이기에 가능한 것이다.

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인터페이스의 장점

 

1. 두 대상(객체) 간의 '연결, 대화, 소통'을 돕는 '중간 역할'을 한다.

인터페이스를 사용하는 이유는 무엇일까?

예를 들어 자판기가 있다고 가정하자. 자판기의 기계가 있고 그 기계를 덮고 있는 껍데기가 있다.

사람은 필요한 부분만 쉽게 확인이 가능한 껍데기를 이용하는 게 훨씬 편리할 것이다.

여기서 그 자판기를 겉을 덮고 있는 그러한 껍데기가 인터페이스이다.

이렇게 자판기와 사람 간의 소통을 편리하게 해주는 자판기의 껍데기처럼,

객체와 객체 간의 소통을 도와주는 것이 인터페이스이다.

 

2. 선언(설계)과 구현을 분리시킬 수 있게 한다.

위 코드에서 왼쪽의 코드는 인터페이스가 없고, 오른쪽 코드는 인터페이스를 구현하고 있다.

이렇게 인터페이스가 없이 선언과 구현을 동시에 하게 되면 유연하지가 않으며, 변경에 분리해진다.

하지만 인터페이스를 통해 선언을 하고 그 인터페이스를 구현하는 클래스가 따로 있다면,

인터페이스를 구현하는 클래스는 변경에 유리해지며, 유연한 코드가 된다.

 

3. 인터페이스 덕분에 B가 변경되어도 A는 안 바꿀 수 있게 된다.(느슨한 결합)

 

위의 이미지에서 A라는 클래스가 B라는 클래스를 사용(의존)하고 있을 때,

B클래스에서 C클래스로 변경이 된다면, A 클래스 또한 변경을 해야 한다.

하지만, B클래스가 인터페이스를 구현하고 있을 때, B클래스가 C클래스로 변경되어도,

A클래스는 I라는 인터페이스를 통해서만 소통을 하고 있기 때문에, A클래스에는 변경이 일어나지 않는다.

 

4. 개발 시간을 단축할 수 있다.

왼쪽 사진은 A클래스가 B클래스를 직접적으로 사용하고 있다.

그렇기 때문에, B클래스가 완성이 되어야지만 A클래스를 만들 수 있다.

A가 B에 의존적이기 때문에 B가 완성되지 않으면 A를 만들 수 없다.

하지만 오른쪽 이미지 같은 경우에는 A는 I를 통해서만 소통을 하기 때문에,

A와 B를 동시에 개발이 가능하다.

 

5. 표준화가 가능하다.

자바 애플리케이션을 개발을 하면 데이터베이스(DB)를 이용한 프로그래밍을 많이 하게 된다.

데이터베이스에도 여러 가지 종류가 있는데 대표적으로 ORACLE이나 MySQL이 있다.

예를 들어 지금 개발하고 있는 자바 애플리케이션이 오라클에 맞춰서 개발을 하고 있는데,

어떠한 이유로 인해서 MySQL로 데이터베이스를 바꿔야 한다면 개발 중인 자바 애플리케이션 또한

정말 많은 변경이 발생하게 된다.

그러한 변경을 막기 위해서 자바 애플리케이션과 데이터베이스 사이에 JDBC라는 걸 두게 된다.

자바 애플리케이션과 데이터베이스의 인터페이스 집합이다.

이렇게 JDBC를 통해 개발을 하면 자바 애플리케이션은 JDBC에 맞춰 개발을 하기 때문에,

데이터베이스(DB)를 어느 회사걸 사용하던 자바 애플리케이션의 변경을 최소화할 수 있다.

 

6. 서로 관계없는 클래스들을 관계를 맺어줄 수 있다.

 

 

위 이미지는 상속계층도이다. 만약 저러한 상속계층도에서 기계 유닛인 SCV, Tank, Dropship만을

수리해주는 메서드를 만들려고 하는데, GroundUnit을 통해서 메서드를 만들어주면

Marine(병사) 클래스 또한 같이 만들어야 하며,

Dropship은 AirUnit이기 때문에 SCV와 Tank클래스와 관계가 전혀 없다.

하지만 Repairable 인터페이스를 통해 SCV, Tank, Dropship만 따로 구현해주면

Repairable을 통해서 SCV, Tank, Dropship의 수리가 가능해진다.

모든 repairable 메서드가 있는 클래스의 모든 객체를 생성해줄 필요 없이,

Repairable인터페이스를 매개변수 타입으로 지정하면서, Repairable 인터페이스를 구현한 객체만이

매개변수로 들어올 수 있게 만들어주면 된다.

 

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디폴트 메서드와 static 메서드

- 인터페이스에 디폴트 메서드, static메서드 추가 가능. (JDK1.8부터)

 

▶ static메서드는 아래 링크를 참조하면 된다.

[Java]객체지향 (1) - 객체,클래스,메서드,static

인터페이스의 단점으로 인터페이스에 새로운 메서드(추상 메서드)를 추가하기가 어렵다는 점이 있었다.

인터페이스가 있고, 그 인터페이스를 구현하는 클래스가 여러개 있다고 가정을 하면,

인터페이스에 새로운 추상메서드를 추가하면,

그 인터페이스를 구현하는 모든 클래스에 추상 메서드를 구현하는 메서드를 추가해야 한다.

이러한 문제를 해결하기 위해 나온 해결책이 디폴트 메서드(default method)이다.

디폴트 메서드는 인스턴스 메서드이다. (인터페이스 원칙 위반)

인터페이스에는 몸통이 없는 추상 메서드만 가질 수 있었으나,

예외적으로 몸통이 있는 디폴트 메서드를 가질수 있게 된 것이다.

기존에 인터페이스가 추상 메서드만 가져야 했던 이유로는 메서드간의 충돌 때문이었다.

그럼 디폴트 메서드가 기존의 메서드와 충돌할 때의 해결책은 다음과 같다.

디폴트 메서드는 기본적인 메서드임으로 오버라이딩된 메서드가 우선권을 가진다.

즉, 그냥 직접 오버라이딩을 하면 해결이 된다.