인터페이스

인터페이스

인터페이스는 다중상속을 위해 만들어진 클래스의 변형이다. 따라서 기존의 클래스 상속과는 별개의 명령으로 상속받으며, 구조 또한 다르다.

다중상속의 필요성

다중상속은 말 그대로 상속을 여러 개 받는 것을 의미한다. 상속은 기존의 내용을 물려받아 하위 클래스를 편하고 빠르게 만드는 것이 목적이기 때문에 상속을 많이 받을수록 좋은 것은 사실이다.

유느님 클래스 상속 구조도. 상속은 많이 받을 수록 좋다.

하지만 이는 클래스 상속의 대원칙에 정면으로 위반된다.

• 클래스는 하위 클래스가 1개의 상위 클래스를 상속받을 수 있다.

위 원칙은 모호성을 방지하기 위한 원칙이므로 모호성에 대한 이해를 먼저 해야 한다.

다중상속의 모호성 문제

상속 관계에서 자신(this)과 상위(super) 요소를 구분할 수 있도록 자바에서 키워드를 제공한다. 하지만 부모클래스가 여럿이라면 super의 의미가 모호해진다.

A

A.java

public class A {
    int value = 10;
}

B

B.java

public class B {
    int value = 20;
}

C

C.java

public class C extends A, B {//오류이지만 된다고 가정해보
    public void printValue(){
        //이 부분에서 출력될 값은? super는 누구를 가리키는가?
        System.out.println(super.value);
    }
}

C 클래스에서 알 수 있듯이 상위클래스의 멤버에 접근하려면 super 키워드가 필요한데, 여러 클래스를 상속받으면 super 자체가 모호하기 때문에 중복에 대한 구분이 불가능하다. 이러한 현상 때문에 클래스를 하나만 상속 받을 수 있도록 정한 것이다.

즉 다중상속이 좋다는 것은 동의하지만 문법적으로 클래스는 다중상속이 어렵기 때문에, 문제점들을 제거한 인터페이스라는 새로운 형태의 도구로 이를 해결하게 된다.

인터페이스의 형태

인터페이스는 다음의 형태를 가진다.

SamsungPhone.java

public interface SamsungPhone {

}

인터페이스는 다음의 항목들만 가질 수 있다.

• 상수

• 추상 메소드

• 디폴트(default) 메소드

• static 중첩 클래스

인터페이스는 다중상속 시 발생하는 super 키워드의 모호성을 해결하기 위해 super 키워드로 호출할 수 없도록 되어 있다. 따라서 일반 멤버 변수를 가질 수 없다. 다음과 같이 키워드를 생략하고 만들어도 자동으로 public static final 키워드가 추가된다.

SamsungPhone.java

public interface SamsungPhone {
    //public static final 자동 추가
    String version = "0.0.1";
}

메소드 역시 모호성을 방지하기 위하여 추상 메소드를 사용한다. default 메소드가 있긴 하지만 해당 메소드는 람다와 함수형 프로그래밍을 위해 등장했다고 보는 편이 맞기 때문에 이 문서에서 설명하지 않는다. 마찬가지로 키워드를 작성하지 않아도 자동 추가된다.

Lambda Expression

SamsungPhone.java

public interface SamsungPhone {
    //public static final 자동 추가
    String version = "0.0.1";
    
    //public abstract 자동 추가
    void samsungPay();
}

인터페이스의 상속

인터페이스는 상속을 받는 방법이 클래스와 다르다.

인터페이스에서의 상속

인터페이스에서 인터페이스로 상속이 가능하다. 키워드는 extends를 사용하며, 상속 개수에 제한이 없다.

Folderble

Folderble.java

public interface Floderble {
    void open();
    void close();
}

Touchable

Touchable.java

public interface Touchable {
    void touch();
}

SamsungPhone

SamsungPhone.java

public interface SamsungPhone extends Folderble, Touchable {
    void samsungPay();
}

클래스에서의 상속

인터페이스에서 클래스로 상속이 가능하다. 키워드는 implements 를 사용하며, 상속 개수에 제한이 없다.

Folderble

Folderble.java

public interface Floderble {
    void open();
    void close();
}

Touchable

Touchable.java

public interface Touchable {
    void touch();
}

SamsungPhone

SamsungPhone.java

public interface SamsungPhone extends Folderble, Touchable {
    void samsungPay();
}

GalaxyNote20

public class GalaxyNote20 implements SamsungPhone {
    @Override
    public void touch(){ /* 내용 생략 */ }
    @Override
    public void open(){ /* 내용 생략 */ }
    @Override
    public void close(){ /* 내용 생략 */ }
    @Override
    public void samsungPay(){ /* 내용 생략 */ }
}

클래스는 기존처럼 extends로 받을 수 있다.

Phone.java

public abstract class Phone {
    public abstract void call();
    public abstract void sms();
}

클래스와 인터페이스를 동시에 상속받는 코드는 다음과 같다.

public class GalaxyNote20 extends Phone implements SamsungPhone {
    @Override
    public void call(){ /* 내용 생략 */ }
    @Override
    public void sms(){ /* 내용 생략 */ }
    @Override
    public void touch(){ /* 내용 생략 */ }
    @Override
    public void open(){ /* 내용 생략 */ }
    @Override
    public void close(){ /* 내용 생략 */ }
    @Override
    public void samsungPay(){ /* 내용 생략 */ }
}

인터페이스 사용 시기

클래스로도 상속이 가능한데 왜 인터페이스가 등장하게 되었으며, 인터페이스는 어디에 사용해야 하는가?

여기에 대한 정답은 없지만, 클래스는 단일 상속만 가능하므로 핵심 상속을 구현할 때 사용하는 것이 바람직하며, 인터페이스는 다중 상속이 가능하므로 부수적인 상속을 구현할 때 사용하는 것이 바람직하다.

마킹 인터페이스

인터페이스에 어떠한 기능도 정의하지 않고 단지 상속을 통한 자격 부여를 위해 사용하는 경우를 마킹 인터페이스라고 한다. 자바 표준 API에는 대표적으로 java.io.Serializable 이라는 마킹 인터페이스가 존재한다.

LimitedEdition.java

public interface LimitedEdition {

}

LimitedEdition 인터페이스를 상속받은 클래스와 상속받지 않은 클래스는 코드상의 차이는 없지만 검사를 통하여 구분할 수 있다. 이 때 instanceof 연산자를 사용할 수 있으며, 객체가 특정 클래스 계층에 속해있는지 검사하여 논리로 반환한다.

Galaxy21Plus

Galaxy21Plus.java

public class Galaxy21Plus extends Phone implements SamsungPhone, LimitedEdition {

}

Galaxy21

Galaxy21.java

public class Galaxy21 extends Phone implements SamsungPhone {

}

InterfaceExample01

InterfaceExample01

public class InterfaceExample01 {
    public static void main(String[] args){
        Galaxy21Plus a = new Galaxy21Plus();
        Galaxy21 b = new Galaxy21();
        
        //Galaxy21Plus는 한정판, Galaxy21은 한정판이 아님을 instanceof로 검사
        System.out.println(a instanceof LimitedEdition);
        System.out.println(b instanceof LimitedEdition);
        
        if(a instanceof LimitedEdition){
            System.out.println("Galaxy21Plus는 한정판입니다");
        }
        else {
            System.out.println("Galaxy21Plus는 한정판이 아닙입니다");        
        }
        
        if(b instanceof LimitedEdition {
            System.out.println("Galaxy21는 한정판입니다");
        }
        else{
            System.out.println("Galaxy21는 한정판이 아닙입니다");        
        }
    }
}