25.03.07 TIL - 다형성

 

 

목차

 

 

1. Chapter 2 - 10 : 객체지향 PART 4 - 다형성

📖 수업 목표

● 다형성이 무엇인지 학습합니다.
● 형변환이 무엇인지 학습합니다.

 

 

1. 다형성(Polymorphism)

    - 하나의 타입으로 여러 객체를 다룰 수 있는 객체지향의 특징.

    - 인터페이스 상속, 클래스 상속을 활용해서 추상계층 표현.

    - 추상 계층이라는 특징을 활용하여 다형성 구현 가능.

 

 

* 인터페이스를 활용한 다형성

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 다형성 활용
        Animal animal = new Cat();
        animal.exist(); // ✅
        animal.makeSound(); // ✅
    }
}

 

 

2. 형변환(Casting)

   - 부모타입으로 자식타입을 다룰 수 있는 이유는 자동으로 형변환(Casting)이 발생했기 때문.

   - 자식타입 → 부모타입 : 업캐스팅(Up Casting)

     → 작은 것을 큰 것으로 옮기는 것.

   - 부모타입 → 자식타입 : 다운캐스팅(Down Casting)

     → 큰 것을 작은 것으로 옮기는 것.

 

 

1) 업캐스팅(UpCasting)

  - 자식 → 부모

  - 부모 타입으로 자식 타입을 다룰 수 있음.

  - 업캐스팅으로 인해 다형성을 활용할 수 있는 것이라고 생각하면 됨.

package chapter2.polymorphism;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //다형성 활용
        Animal animal1 = new Cat();
        Animal animal2 = new Dog();
        animal1.exist();
        animal2.makeSound();
        animal2.exist();
        animal2.makeSound();
    }
}

 

❗업캐스팅 주의사항

     - 부모의 타입으로 데이터를 다룰 수 있지만 자식 클래스의 고유 기능을 활용할 수 없음.

     - 자식 클래스의 고유 기능을 사용하려면 다운캐스팅 필요.

 

 

2) 다운 캐스팅

    - 부모 → 자식

    - 자식 클래스의 고유 메서드 사용 가능.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
    // 다형성 활용
    Animal animal = new Cat();
    animal.exist();
    animal.makeSound();        
    Cat cat = (Cat) animal; // ✅ 다운캐스팅(부모Animal -> 자식Cat)
    cat.scratch(); // ✅ 자식 클래스의 기능 활용 가능
  }
}

 

 

❗다운캐스팅 주의사항

    - 잘못된 다운캐스팅은 컴파일 단계에서 감지할 수 없음.

    - 컴파일러는 다운캐스팅이 문법적으로 올바른지 여부만 검사함.

      → 런타임 시에 실제 어떤 객체가 변수에 할당되는지 검사해주지 않음.

    - 컴파일 시점에는 오류 없이 통과되지만 런타임 시점에 ClassCastException 이 발생할 가능성이 있음.

 

 

⚠️ 그래서 다운 캐스팅 사용 시 항상  instanceof를 활용해야함!!!

      - instanceof는 객체가 특정 클래스나 인터페이스의 인스턴스인지 확인해주는 역할을 함.

      - 주로 다운캐스팅 하기 전에 타입을 검사해서 ClassCastException 예방에 활용됨.

 

 

다형성의 장점

  - 한 가지 타입으로 유연한 프로그래밍 처리 가능.

 

 

[실습과제]

💬 Q1. 클래스를 활용해서 위 내용의 3단계 계층 구조를 설계해보세요.

💡요구사항

• 다형성을 직접 활용해보세요.
• 업캐스팅과 다운캐스팅을 직접 구현해보세요.
• 다운캐스팅 시 instanceof 를 사용해보세요.

 

정답)

 

LifeForm.java

abstract class LifeForm {
    public void exist() {
        System.out.println("존재합니다.");
    }
}

 

Animal.java

abstract class Animal extends LifeForm {

    @Override
    public void exist() {
        System.out.println("동물입니다.");
    }

    public void makeSound() {
        System.out.println("소리를 냅니다.");
    }
}

 

Dog.java

public class Dog extends Animal {

    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("멍멍");
    }

    public void wag() {
        System.out.println("흔들흔들");
    }
}

 

Cat.java

public class Cat extends Animal {

    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("야옹");
    }

    public void scratch() {
        System.out.println("스크래치!");
    }
}

 

Main.java

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Cat();
        animal.exist();
        animal.makeSound();

        // 사용불가 - 다운캐스팅 필요
	// animal.scratch();

        // 다운캐스팅
        Cat cat = (Cat) animal;
        cat.scratch();

        // 다운캐스팅 주의사항
        Animal animal2 = new Dog();

        if (animal2 instanceof Cat) {
            Cat cat2 = (Cat) animal2;
            cat2.scratch();
        } else {
            System.out.println("고양이 객체가 아닙니다!");
        }
//        cat2.scratch(); 에러발생!! ClassCastException
    }
}