[JAVA] 자바 부모클래스 및 인터페이스 심화: 오버라이딩과 메서드 동작

1. 자바 부모 클래스와 인터페이스 메서드를 오버라이딩 하지 않게 하는 방법

자바에서 인터페이스나 부모 클래스의 메서드를 오버라이딩하지 않게 하려면 final 키워드를 활용하는 것이 핵심입니다. 하지만, 각각의 경우에서 어떻게 적용되는지 좀 더 자세히 설명드리겠습니다.

1.1 부모 클래스 메서드를 오버라이딩 하지 않게 하려면

부모 클래스에서 자식 클래스가 특정 메서드를 오버라이딩하지 못하게 하려면, 해당 메서드를 final로 선언해야 합니다. final로 선언된 메서드는 자식 클래스에서 오버라이딩할 수 없습니다.

class Parent {
    public final void someMethod() {
        // 이 메서드는 오버라이딩 불가
    }
}

class Child extends Parent {
    // 오버라이딩 시도 시 컴파일 에러 발생
    // @Override
    // public void someMethod() {
    //     // 컴파일 에러
    // }
}

즉, 부모 클래스에서 메서드를 final로 선언하면 해당 메서드는 자식 클래스에서 변경하거나 오버라이딩할 수 없습니다.

1.2 인터페이스 메서드를 오버라이딩 하지 않게 하려면

인터페이스의 경우 기본적으로 모든 메서드는 abstract로 정의되므로 구현 클래스에서 오버라이딩을 해야 합니다. 하지만, Java 8부터 인터페이스에 default 메서드와 static 메서드를 정의할 수 있게 되었습니다. 이 중에서 static 메서드는 오버라이딩이 불가능합니다.

interface MyInterface {
    static void someStaticMethod() {
        // 이 메서드는 오버라이딩 불가
    }

    default void someDefaultMethod() {
        // 이 메서드는 오버라이딩 가능
    }
}

class MyClass implements MyInterface {
    // static 메서드는 오버라이딩할 수 없음
    // @Override
    // public static void someStaticMethod() {
    //     // 컴파일 에러
    // }

    @Override
    public void someDefaultMethod() {
        // 오버라이딩 가능
    }
}

즉, 인터페이스에서는 static 메서드로 정의하면 오버라이딩을 막을 수 있습니다. 하지만 default 메서드는 구현 클래스에서 오버라이딩이 가능합니다.

1.3 추가: 클래스와 인터페이스의 상속 제한 차이

• 클래스: 클래스에 final 키워드를 붙이면 해당 클래스는 상속할 수 없으며, 자식 클래스에서 메서드를 오버라이딩할 수 없게 됩니다.

final class Parent {
    public void someMethod() {
        System.out.println("부모 클래스의 메서드");
    }
}

// 컴파일 에러 발생: 'Parent' 클래스를 상속할 수 없음
class Child extends Parent {
    // 오버라이딩 시도 불가
}

• 인터페이스: 인터페이스는 final로 선언할 수 없으며, 다른 클래스에서 항상 구현 가능합니다. 자바의 설계 철학 상, 인터페이스는 행동의 규격을 정의하는 역할을 하기 때문에 구현을 제한할 수 없습니다.

2. 자바 인터페이스에서 static 메서드와 default 메서드 정리

2.1 static 메서드

static 메서드는 인터페이스에 속한 메서드로, 구현 클래스에서 오버라이딩할 수 없고, 인터페이스 이름을 통해 직접 호출할 수 있습니다. 이 메서드는 특정 클래스의 인스턴스와는 관련이 없으며, 인터페이스 그 자체와 관련이 있습니다.

즉, 인터페이스의 static 메서드는 인터페이스 자체에서 호출해야 합니다.
자세히 말하면 인터페이스의 static 메서드는 구현 클래스의 객체를 통해 호출할 수 없습니다. static 메서드는 오직 인터페이스 이름을 통해서만 호출할 수 있습니다. 이 말은 인터페이스에 귀속된 메서드이기 때문에, 구현 클래스의 인스턴스나 클래스 이름을 통해 호출할 수 없습니다.

자세히 설명하자면, static 메서드는 인스턴스와는 무관하게 인터페이스 수준에서 작동합니다. 이를테면, MyClass가 MyInterface를 구현하더라도, MyClass 타입의 객체를 통해 static 메서드를 호출할 수 없으며, 인터페이스 이름을 통해서만 호출이 가능합니다.

interface MyInterface {
    static void staticMethod() {
        System.out.println("인터페이스의 static 메서드");
    }
}

class MyClass implements MyInterface {
    // 구현 클래스에서 static 메서드를 오버라이딩할 수 없음
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 올바른 호출 방식 - 인터페이스 이름으로 호출
        MyInterface.staticMethod();  // 출력: "인터페이스의 static 메서드"

        // 잘못된 호출 방식 - 컴파일 에러 발생
        MyClass myClass = new MyClass();
        // myClass.staticMethod();  // 오류: MyClass의 인스턴스로는 static 메서드 호출 불가 (컴파일 에러 발생)
    }
}

위 코드에서 보듯이, static 메서드는 인터페이스의 이름을 통해 직접 호출할 수 있습니다. MyInterface.staticMethod()와 같은 방식으로 사용하며, 이는 인터페이스를 구현한 클래스와는 상관없이 사용할 수 있습니다. 인터페이스의 static 메서드는 해당 인터페이스에 귀속되며, 객체 인스턴스나 구현 클래스와는 무관합니다.

2.2 default 메서드

default 메서드는 자바 8에서 추가된 기능으로, 인터페이스에서 기본 구현을 제공하는 메서드입니다. 구현 클래스에서 이 메서드를 오버라이딩할 수 있지만, 오버라이딩하지 않으면 기본적으로 제공된 구현이 사용됩니다.

구현된 클래스의 인스턴스를 통해서 객체를 생성한 후 호출할 수 있습니다.

interface MyInterface {
    default void defaultMethod() {
        System.out.println("인터페이스의 default 메서드");
    }
}

class MyClass implements MyInterface {
    // default 메서드를 오버라이딩하지 않음
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass myClass = new MyClass();
        myClass.defaultMethod();  // 출력: "인터페이스의 default 메서드"
    }
}

여기서 defaultMethod()는 MyClass가 MyInterface를 구현하고 있지만, 오버라이딩하지 않은 경우 인터페이스의 기본 구현이 호출됩니다. 구현 클래스의 객체를 통해 호출할 수 있으며, 이 메서드는 인스턴스 메서드로 동작합니다.

자바8에서 인터페이스는 왜 default 메서드가 추가되었는지 그 이유가 명확하게 나와있습니다.

추상에 기반한 디자인에 따르면 인터페이스는 일반적으로 하나 혹은 다수의 구현 클래스들을 가지고 있는데, 만약 인터페이스에 새로운 메서드가 추가된다면 그 추가된 수 만큼 구현 클래스들은 강제적으로 구현을 해야합니다. 그렇지 않으면 이 디자인은 바로 무너져 내립니다.

인터페이스의 default 메서드는 이 이슈를 효울적으로 해결할 수 있습니다. 인터페이스에 새로운 default 메소드가 추가되면 자동적으로 구현 클래스에서도 사용할 수 있게 됩니다. 즉, 구현 클래스들을 수정할 필요가 없어집니다.

이렇게 구현 클래스를 수정하지 않고 깔끔하게 하위 호환 (backward compatibility)이 가능하게 합니다.

2.3 정리

• static 메서드:
  • 인터페이스 이름을 통해 호출
  • 구현 클래스에서 오버라이딩 불가
  • 구현 클래스와 무관하게 인터페이스 자체에서 호출 가능
  • 구현 클래스나 인스턴스를 통해서는 static 메서드 호출 불가
• default 메서드:
  • 구현 클래스에서 오버라이딩 가능
  • 구현 클래스의 인스턴스를 통해 호출
  • 오버라이딩하지 않으면 기본 구현이 사용됨.

따라서, 인터페이스의 static 메서드는 단순히 인터페이스 이름을 통해 호출할 수 있는 메서드로 사용할 수 있고, 구현 클래스에서는 해당 메서드를 변경하거나 재정의할 수 없습니다. 반면, default 메서드는 구현 클래스의 인스턴스를 통해 호출되는 메서드로, 필요에 따라 구현 클래스에서 재정의할 수 있습니다.