1. 개요

상속(Inheritance)과 다형성(Polymorphism)은 객체 지향의 핵심이라 불리는 대표적인 특성이다. 상속을 통해 기존 클래스의 자원을 재사용하고, 다형성을 통해 하나의 타입으로 여러 형태의 객체를 다룸으로써 유연하고 유지보수가 쉬운 프로그램을 작성할 수 있다.

2. 상속 (Inheritance)

상속은 기존의 클래스(부모 클래스 또는 상위 클래스)가 가진 필드와 메서드를 새로운 클래스(자식 클래스 또는 하위 클래스)가 물려받아 사용하는 것을 의미한다. 자바에서는 extends 키워드를 사용하여 상속을 구현한다.

// 부모 클래스
class Animal {
    String name;

    void eat() {
        System.out.println("음식을 먹는다.");
    }
}

// 자식 클래스
class Dog extends Animal {
    void bark() {
        System.out.println("멍멍 짖는다.");
    }
}
  • 코드의 재사용: 부모 클래스에서 정의된 메서드와 필드를 재작성하지 않고 그대로 사용할 수 있다.
  • 단일 상속: 자바는 클래스 간 다중 상속을 허용하지 않는다. 즉, extends 뒤에는 하나의 부모 클래스만 지정할 수 있다.

모든 클래스의 최상위 부모 Object

자바에서 부모 클래스를 명시하지 않은 클래스는 java.lang.Object 클래스를 암묵적으로 상속받는다. 따라서 직접 상속 관계를 작성하지 않아도 모든 클래스는 Object의 자식 클래스가 된다.

class Person {
}

// 위 클래스는 다음과 같은 상속 관계를 가진다.
class Person extends Object {
}

Object는 모든 객체가 공통으로 사용할 수 있는 기본 메서드를 제공한다.

메서드 역할
toString() 객체를 문자열로 표현한다.
equals(Object obj) 두 객체가 같은지 비교한다.
hashCode() 객체의 해시값을 반환한다.
getClass() 실행 중인 객체의 클래스 정보를 반환한다.

Object 타입의 참조 변수에는 어떤 클래스의 객체든 담을 수 있다. 이는 모든 클래스가 Object를 상속하기 때문이며, 자바 다형성의 가장 넓은 형태에 해당한다.

Object object = new Dog();

toString(), equals(), hashCode() 등은 클래스의 특성에 맞게 오버라이딩할 수 있다. 특히 equals()와 hashCode()는 객체의 논리적 동등성을 정의할 때 함께 재정의해야 한다.

3. 메서드 오버라이딩 (Method Overriding)

부모 클래스로부터 물려받은 메서드의 동작을 자식 클래스에서 필요에 맞게 재정의하는 것을 메서드 오버라이딩이라고 한다.

오버라이딩을 할 때는 부모 클래스 메서드의 시그니처(메서드 이름, 매개변수 타입 및 개수, 반환 타입)가 동일해야 하며, @Override 애노테이션을 부여하여 컴파일 타임에 정확성을 검증하는 것이 권장된다.

class Cat extends Animal {
    @Override
    void eat() {
        System.out.println("생선을 맛있게 먹는다."); // 부모의 eat()을 재정의
    }
}

4. 다형성 (Polymorphism)

다형성은 ’여러 가지 형태를 가질 수 있는 능력’을 의미한다. 자바에서는 부모 클래스 타입의 참조 변수로 자식 클래스 인스턴스를 참조할 수 있는 성질로 나타난다.

Animal myPet = new Dog(); // 업캐스팅(Upcasting)
myPet.eat(); // Dog 객체의 오버라이딩된 메서드가 동작할 수 있음
  • 업캐스팅(Upcasting): 자식 객체를 부모 타입의 변수에 할당하는 것으로, 별도의 형변환 연산자 없이 자동 변환된다.
  • 다운캐스팅(Downcasting): 부모 타입을 다시 원래의 자식 타입으로 변환하는 것이다. 이때는 명시적 형변환 연산자가 필요하며, 안전한 변환을 위해 instanceof 연산자를 활용하여 타입을 확인해야 한다.
if (myPet instanceof Dog) {
    Dog myDog = (Dog) myPet; // 다운캐스팅
    myDog.bark();
}

5. 다형성의 장점과 활용

다형성을 활용하면 하나의 배열이나 컬렉션에 서로 다른 자식 객체들을 담아 일괄적으로 처리할 수 있다. 또한 메서드의 매개변수 타입을 부모 타입으로 지정하면, 부모를 상속받은 모든 자식 객체를 전달받아 동작시킬 수 있어 확장성이 크게 향상된다.

public void makeAnimalEat(Animal animal) {
    animal.eat(); // 전달되는 객체(Dog, Cat 등)에 따라 다르게 동작
}

6. 정리

상속은 기존 클래스의 속성과 기능을 물려받아 코드의 중복을 줄이고 계층 구조를 형성하는 메커니즘이다.

** 다형성**은 상속 관계와 메서드 오버라이딩을 바탕으로 부모 타입 하나로 여러 형태의 자식 객체를 유연하게 다룰 수 있게 해준다.