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점프 투 자바
**초보 프로그래머를 위한 자바 입문서** 이 책은 문법위주의 지식보다는 이해중심의 지식을 전달하는 것을 주 목적으로 한다. 예를 들어 자바에서 잘 파악하기 힘든 개념 ...
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필사 :
인터페이스(Interface)는 초보 개발자를 괴롭히는 단골손님이다.
인터페이스에 대한 개념없이 코드로만 이해하려고 하면 곧 미궁에 빠지게 된다.
이렇게 이해하기 힘든 인터페이스는 도대체 왜 필요하게 된 걸까?
이번 장에서는 인터페이스에 대해서 예제를 통해 차근차근 알아보자.
1. 인터페이스는 왜 필요한가?
2. 인터페이스 작성하기
3. 인터페이스의 메소드
4. 인터페이스의 핵심과 개념
5. 디폴트 메서드
6. 스태틱 메서드
1. 인터페이스는 왜 필요한가?
다음은 어떤 동물원 사육사가 하는 일이다.
===
난 동물원의 사육사이다.
육식동물이 들어오면 난 먹이를 던져준다.
호랑이가 오면 사과를 던져준다.
사자가 오면 바나나를 던져준다.
===
이런 케이스를 코드로 담아보자.
다음과 같이 Animal, Tiger, Lion, Zookeeper 클래스를 작성하자.
class Animal {
String name;
void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
class Tiger extends Animal {
}
class Lion extends Animal {
}
class ZooKeeper {
void feed(Tiger tiger) { // 호랑이가 오면 사과를 던져 준다.
System.out.println("feed apple");
}
void feed(Lion lion) { // 사자가 오면 바나나를 던져 준다.
System.out.println("feed banana");
}
public class Sample {
public static void main(String[] args) {
ZooKeeper zooKeeper = new ZooKeeper();
Tiger tiger = new Tiger();
Lion lion = new Lion();
zooKeeper.feed(tiger); // feed apple 출력
zooKeeper.feed(lion); // feed banana 출력
}
}
이전 챕터에서 보았던 Dog 클래스와 마찬가지로
Animal을 상속한 Tiger와 Lion이 등장했다.
그리고 사육사 클래스인 ZooKeepr 클래스를 위처럼 정의하였다.
ZooKeeper 클래스는 호랑이가 왔을 때, 사자가 왔을 때
각각 다른 feed 메소드가 호출된다.
===
ZooKeeper 클래스의 feed 메소드처럼 입력값의 자료형 타입이 다를 경우
(위에서는 Tiger, Lion으로 서로 다르다)
메소드 명을 동일하게(여기서는 메소드명이 feed로 동일하다) 사용할 수 있다.
이런 것을 메소드 오버로딩(Method overloading)이라고 한다.
===
프로그램을 실행하면 다음과 같은 결과가 출력될 것이다.
feed apple
feed banana
자, 이제 다음을 생각해 보자.
동물원에 호랑이와 사자뿐이라면 ZooKeeper 클래스는 더이상 할일이 없겠지만
악어, 표범 등이 계속 추가된다면 ZooKeep는 육식동물이 추가될 때마다
매번 다음과 같은 feed 메소드를 추가해야 한다.
===
아래 추가한 메소드는 실제로 코드에 적용하지 말고 눈으로만 보자.
===
(... 생략 ...)
class ZooKeeper {
void feed(Tiger tiger) {
System.out.println("feed apple");
}
void feed(Lion lion){
System.out.println("feed banana");
}
public void feed(Crocodile crocodile) {
System.out.println("feed strawberry");
}
public void feed(Leopard leopard) {
System.out.println("feed orange");
}
}
(... 생략 ...)
이렇게 육식동물이 추가될 때마다 fedd 메소드를 추가해야 한다면
사육사(ZooKeeper)가 얼마나 귀찮겠는가?
이런 어려움을 극복하기 위해서는 인터페이스의 도움이 필요하다.
2. 인터페이스 작성하기
다음과 같이 코드 상단에 육식동물(Predator) 인터페이스를 추가하자.
interface Predator {
}
class Animal {
String name;
void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
(... 생략 ...)
위 코드와 같이 인터페이스는 class가 아닌 interface 라는 키워드를 이용하여 작성한다.
===
인터페이스는 클래스와 마찬가지로 Predator.java와 같은 단독 파일로 저장하는 것이
일반적인 방법이다. 여기서는 설명의 편의를 위해 Sample.java 파일의 최상단에 작성하였다.
===
그리고 Tiger, Lion 클래스는 작성한 인터페이스를 구현하도록(Implements) 수정하자.
class Tiger extends Animal implements Predator {
}
class Lion extends Animal implements Predator {
}
(... 생략 ...)
인터페이스의 구현은 위와같이 implements 라는 키워드를 사용한다.
어떻게 Tiger, Lion 클래스가 Predator 인터페이스를 구현하게 되면
ZooKeeper 클래스의 feed 메소드를 다음과 같이 변경할 수 있다.
변경전
(... 생략 ...)
class ZooKeeper {
void feed(Tiger tiger) {
System.out.println("feed apple");
}
void feed(Lion lion){
System.out.println("feed banana");
}
(... 생략 ...)
변경후
(... 생략 ...)
class ZooKeeper {
void feed(Predator predator) {
System.out.println("feed apple");
}
}
(... 생략 ...)
feed 메소드의 입력으로 Tiger, Lion을 각각 필요로 했지만
이제 이것을 Predator라는 인터페이스로 대체할 수 있게 되었다.
tiger, lion은 각각 Tiger, Lion의 객체이기도 하지만
Predator 인터페이스의 객체이기도 하기 때문에
위와 같이 Predator를 자료형의 타입으로 사용할 수 있는 것이다.
상속에서 공부했던 IS-A 관계가 인터페이스에서도 마찬가지로 적용된다.
"Tiger is Predator", "Lion is Predator"가 성립된다.
- tiger : Tiger 클래스의 객체, Predator 인터페이스의 객체
- lion : Lion 클래스의 객체, Predator 인터페이스의 객체
===
이와 같이 객체가 한 개 이상의 자료형 타입을 갖게되는 특성을
다형성(폴리모피즘)이라고 하는데 이것에 대해서는
'다형성' 챕터에서 자세히 다루도록 한다.
===
이제 어떤 육식동물이 추가되더라도 ZooKeeper는 메소드를 추가할 필요가 없다.
다만 육식동물이 추가 될 때마다 다음과 같이
Predator 인터페이스를 구현한 클래스를 작성하기만 하면 되는 것이다.
class Crocodile extends Animal implements Predator {
}
===
Crocodile 클래스는 실제 코드에 적용하지 않고 눈으로만 보자.
===
눈치가 빠르다면 이제 왜 인터페이스가 필요한지 감을 잡았을 것이다.
보통 중요 클래스를 작성하는 입장이라면 (여기서는 ZooKeeper가 중요한 클래스이다.)
클래스의 구현체와 상관없이 인터페이스를 기준으로 중요 클래스를 작성해야만 한다.
구현체(Tiger, Lion, Crocodile, ...)는 늘어날 수 있지만 인터페이스(Predator)는 하나이기 때문이다.
3. 인터페이스의 메소드
자, 그런데 위 ZooKeeper 클래스에 약간의 문제가 발생했다.
아래의 ZooKeeper 클래스의 feed 메소드를 보면 호랑이가 오던지, 사자가 오던지
무조건 "feed apple" 이라는 문자열을 출력한다.
사자가 오면 "feed banana"를 출력해야 하지 않겠는가!
(... 생략 ...)
class ZooKeeper {
public void feed(Predator predator) {
System.out.println("feed apple"); // 항상 feed apple 만을 출력한다.
}
}
(... 생략 ...)
이번에도 인터페이스의 마법을 부려보자.
Predator 인터페이스에 다음과 같은 메소드를 추가해 보자.
Interface Predator {
String getFood();
}
(... 생략 ...)
getFood라는 메소드를 추가했다. 그런데 좀 이상하다. 메소드에 몸통이 없다?
인터페이스의 메소드는 메소드의 이름과 입출력에 대한 정의만 있고 그 내용은 없다.
그 이유는 인터페이스는 규칙이기 때문이다.
위에서 설정한 getFood라는 메소드는
인터페이스를 implements한 클래스들이 구현해야만 하는 것이다.
인터페이스에 위처럼 메소드를 추가하면
Tiger, Lion 등의 Predator 인터페이스를 구현한 클래스들에서 컴파일 오류가 발생할 것이다.
오류를 해결하려면 다음처럼 Tiger, Lion 클래스에 getFood 메소드를 구현해야 한다.
(... 생략 ...)
class Tiger extends Animal implements Predator {
public String getFood() {
return "apple";
}
}
class Lion extends Animal implements Predator {
public String getFood() {
return "banana";
}
}
(... 생략 ...)
===
인터페이스의 메소드는 항상 public으로 구현해야 한다.
===
Tiger, Lion 클래스의 getFood 메소드에
육식동물의 먹이인 "apple", "banana"를 각각 리턴하도록 작성했다.
이렇게 getFood 메소드를 추가하면 컴파일 오류가 해결될 것이다.
이제 ZooKeeper 클래스도 다음과 같이 변경이 가능하다.
(... 생략 ...)
class ZooKeeper {
void feed(Predator predator) {
System.out.println("feed "+predator.getFood());
}
}
(... 생략 ...)
feed 메소드가 "feed apple"을 출력하던 것에서
"feed "+predator.getFood()를 출력하도록 변경되었다.
predator.getFood()를 호출하면 Predator 인터페이스를 구현한
구현체(Tiger, Lion)의 getFood() 메소드가 호출된다.
그리고 프로그램을 실행해 보자.
원하던 대로 다음과 같은 결과값이 출력되는 것을 확인할 수 있다.
feed apple
feed banana
4. 인터페이스의 핵심과 개념
이번 장에서 가장 중요한 부분은 왜 인터페이스가 필요한지에 대해서 이해하는 것이다.
육식 동물들의 종류만큼의 feed 메소드가 필요했던 ZooKeeper 클래스를
Predator 인터페이스를 이용하여 구현했더니 단 한 개의 feed 메소드로 구현이 가능해졌다.
여기서 중요한 점은 메소드의 갯수가 줄어들었다는 점이 아니라
ZooKeeper 클래스가 동물들의 종류에 의존적인 클래스에서
동물들의 종류와 상관없는 독립적인 클래스가 되었다는 점이다.
바로 이 점이 인터페이스의 핵심이다.
이번에는 좀 더 개념적으로 인터페이스를 생각해 보자.
아마도 여러분은 컴퓨터의 USB 포트에 대해서 알고 있을 것이다.
USB 포트에 연결할 수 있는 기기는 하드디스크, 메모리스틱, 스마트폰 등 무척 많다.
바로 이 USB 포트가 물리적 세계의 인터페이스라고 할 수 있다.
USB 포트의 규격만 알면 어떤 기기도 만들 수 있다.
또 컴퓨터는 USB 포트만 제공하고 어떤 기기가 만들어지는지 신경쓸 필요가 없다.
바로 이점이 인터페이스와 매우 비슷하다.
위에서 만든 사육사(ZooKeeper)가
어떤 육식동물(Tiger, Lion)이던지 상관하지 않고 먹이를 주는 것처럼..
다음은 이해를 돕기 위한 비교 표이다.
| 물리적 세계 | 자바 세계 |
| 컴퓨터 | ZooKeeper |
| USB 포트 | Predator |
| 하드디스크, 디지털카메라, ... | Tiger, Lion, Crocodile, ... |
===
상속과 인터페이스
위에서 작성한 Predator 인터페이스 대신 Animal 클래스에 getFood 메소드를 추가하고
Tiger, Lion 등에서 getFood 메소드를 오버라이딩한 후
ZooKeeper의 feed 메소드가 Predator 대신 Animal을 입력 자료형으로 사용해도
동일한 효과를 거둘 수 있다.
하지만 상속은 자식 클래스가 부모 클래스의 메소드를 오버라이딩 하지 않고 사용할 수 있기 때문에
해당 메소드를 반드시 구현해야 한다는 '강제성'을 갖지 못한다.
상황에 맞게 상속을 사용할 것인지 인터페이스를 사용해야 할 지를 결정해야겠지만
인터페이스는 인터페이스의 메소드를 반드시 구현해야 하는 '강제성'을 갖는다는 점을 반드시 기억하자.
===
5. 디폴트 메소드
자바 8버전 이후부터는 디폴트 메소드(default method)를 사용할 수 있다.
인터페이스의 메소드는 몸통(구현체)을 가질 수 없지만
디폴트 메서드를 사용하면 실제 구현된 형태의 메소드를 가질 수 있다.
예를들어 Predator 인터페이스에 다음과 같은 디폴트 메소드를 추가할 수 있다.
interface Predator {
String getFood();
default void printFood() {
System.out.printf("my food is %s\n", getFood());
}
}
디폴트 메소드는 메소드명 가장 앞에 "default"라고 표기해야 한다.
이렇게 Predator 인터페이스에 printFood 디폴트 메소드를 구현하면
Predator 인터페이스를 구현한 Tiger, Lion 등의 실제 클래스는
printFood 메소드를 구현하지 않아도 사용할 수 있다.
그리고 디폴트 메소드는 오버라이딩이 가능하다.
즉, printFood 메소드를 실제 클래스에서 다르게 구현하여 사용할 수 있다.
6. 스태틱 메소드
자바 8버전 이후 인터페이스에 스태틱 메소드(static method)를 사용할 수 있다.
인터페이스에 스태틱 메소드를 구현하면 인터페이스명.스태틱메소드명 과 같이 사용하여
일반 클래스의 스태틱 메소드를 사용하는 것과 동일하게 사용할 수 있다.
예를들어 Predator 인터페이스에 다음과 같은 스태틱 메소드를 추가할 수 있다.
interface Predator {
String getFood();
default void printFood() {
System.out.printf("my food is %s\n", getFood());
}
int LEG_COUNT = 4; // 인터페이스 상수
static int speed() {
return LEG_COUNT * 30;
}
}
이렇게 스태틱 메소드를 추가하면 다음과 같이 사용할 수 있다.
Predator.speed();
===
인터페이스 상수
위 코드에서 사용한 int LEG_COUNT = 4; 문장은 인터페이스에 정의한 상수이다.
인터페이스에 정의한 상수는 int LEG_COUNT = 4; 처럼
public static final 을 생략해도 자동으로 public static final 이 적용된다.
(다른 형태의 상수 정의는 불가능하다.)
public, static, final 키워드는 7장에서 자세히 알아본다.
===
느낀점 :
인터페이스에 메소드 몸통밖에 안쓴다고 해서 그렇게 머리에 입력했다가
8버전이후 스태틱, 디폴트 메소드는 가능하다기에 살짝 인지부조화
능숙하게 사용 가능 해지려면 여러 번 보고 연습문제도 풀어야 될 듯 하다.
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