Java - Interface

인터페이스 (Interface)

 

/* 육식동물 interface 추가
 * interface는 class와 마찬가지로 
 * 단독파일로 저장하는 것이 일반적인 방법이다.
 *  */

interface Carnivore{
	// 동물 분류에 따른 먹이 구분
	String getFood();	// 멤버변수 추가
}

class Animal {
	String name;
	
	void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
}

// Tiger, Lion 클래스는 인터페이스를 구현하도록 수정. (implement _name)
class Tiger extends Animal implements Carnivore{
	// 인터페이스의 메서드는 항상 public으로 구현해야 함.
	public String getFood() {
		return "apple";
	}
}

class Lion extends Animal implements Carnivore{
	public String getFood() {
		return "banana";
	}
}

// + 추가 가능
class Crocodile extends Animal implements Carnivore{
	public String getFood() {
		return "watermelon";
	}
}

class ZooKeeper{
//	void feed(Tiger tiger) {	// Method Overloading
//		System.out.println("feed apple");
//	}
//	
//	void feed(Lion lion) {		// Method Overloading
//		System.out.println("feed banana");
//	}
	
	// (...)
	// 이처럼 동물이 추가될수록 feed 메서드를 매번 추가해야 한다.
	// 이에 따라 인터페이스를 추가한다.
	
	// 다음과 같이 수정할 수 있다.
	
	void feed(Carnivore carnivore) {
//		System.out.println("feed apple");
		
		// Interface의 추가로 코드 변경
		System.out.println("feed " + carnivore.getFood());
		
	}
}

public class TestClass{
	public static void main(String []args) {
		ZooKeeper zooKeeper = new ZooKeeper();
		Tiger tiger = new Tiger();
		Lion lion = new Lion();
		zooKeeper.feed(tiger);		// feed apple
		// feed banana → apple(통일)
		zooKeeper.feed(lion);		// feed banana → apple → banana
		// 이와 같이 지정된 육식동물에 따라 제공되는 먹이가 다른 것이
		// apple 로 통일된 문제가 있기 때문에
		// 인터페이스 내 메서드를 추가해야 한다.
	}	
}

 

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인터페이스의 핵심과 개념

육식동물의 종류만큼 feed 메서드가 필요했던 ZooKeeper 클래스를 Carnivore 인터페이스를 이용하여

구현하였더니 단 한개의 feed 메서드로 구현이 가능해졌다. 여기서 중요한 점은 메서드의 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 생각해보자.

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 만들어지는지는 신경 쓸 필요가 없다.

바로 이 점이 인터페이스와 매우 비슷하다.

Inheritance 와 Interface

위에서 작성한 Carnivore 메서드 대신 Animal 클래스에 getFood 메서드를 추가하고
Tiger, Lion 등에서 getFood 메서드를 오버라이딩한 후 Zookeeper의 feed 메서드가 Carnivore 대신
Animal 을 입력 자료형으로 사용해도 동일한 효과를 만들 수 있다.

하지만 상속은 자식클래스가 부모 클래스의 메서드를 오버라이딩하지 않고 사용할 수 있기 때문에
해당 메서드를 반드시 구현해야 한다는 "강제성"을 갖지 못한다.
상황에 맞게 상속을 사용할 것인지 인터페이스를 사용해야 할지를 결정해야 하겠지만
인터페이스는 인터페이스의 메서드를 반드시 구현해야 한다는 "강제성"을 갖는다.

 

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디폴트 메서드

 

자바 8버전 이후로 디폴트 메서드(default method)를 사용할 수 있다.

인터페이스의 메서드는 몸통(구현체)를 가질 수 없지만 디폴트 메서드를 사용하면 실제 구현된 형태의 메서드를 가짐.

interface Carnivore{
	// 동물 분류에 따른 먹이 구분
	String getFood();	// 멤버변수 추가
	
	default void printFeed() {
		System.out.printf("my food is %s\n", getFood());
	}
}

 

디폴트메서드는 메서드명 가장 앞에 "default" 라고 표기해야 한다.

이렇게 Carnivore 인터페이스에 printFeed 디폴트 메서드를 구현하면 Carnivore 인터페이스를 구현한

Tiger, Lion 등의 실제 클래스는 printFeed 메서드를 구현하지 않아도 사용할 수 있다.

그리고 디폴트 메서드는 Overriding(덮어쓰기)이 가능하다.

즉, printFeed 메서드를 실제 클래스에서 다르게 구현하여 사용할 수 있다.

 

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스태틱 메서드

 

자바8 버전 이후로부터는 인터페이스에 스태틱 메서드(static method)를 사용할 수 있다.

인터페이스에 스태틱 메서드를 구현하면 인터페이스명.스태틱메서드명 과 같이 사용하여

일반클래스의 스태틱 메서드를 사용하는 것과 동일하게 사용할 수 있다.

interface Carnivore{
	// 동물 분류에 따른 먹이 구분
	String getFood();	// 멤버변수 추가
	
	default void printFeed() {
		System.out.printf("my food is %s\n", getFood());
	}
	
	int LEG_COUNT = 4; // 인터페이스 상수
	
	static int speed() {
		return LEG_COUNT * 30;
	}
}

이렇게 스태틱 메서드를 추가하면 다음과 같이 사용할 수 있다.

 

Carnivore.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.)

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※ sample code

package package_01;

/* 육식동물 interface 추가
 * interface는 class와 마찬가지로 
 * 단독파일로 저장하는 것이 일반적인 방법이다.
 *  */

interface Carnivore{
	// 동물 분류에 따른 먹이 구분
	String getFood();	// 멤버변수 추가
	
	default void printFeed() {
		System.out.printf("my food is %s\n", getFood());
	}
	
	int LEG_COUNT = 4; // 인터페이스 상수
	
	static int speed() {
		return LEG_COUNT * 30;
	}
}

class Animal {
	String name;
	
	void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
}

// Tiger, Lion 클래스는 인터페이스를 구현하도록 수정. (implement _name)
class Tiger extends Animal implements Carnivore{
	// 인터페이스의 메서드는 항상 public으로 구현해야 함.
	public String getFood() {
		return "apple";
	}
}

class Lion extends Animal implements Carnivore{
	public String getFood() {
		return "banana";
	}
}

// + 추가 가능
class Crocodile extends Animal implements Carnivore{
	public String getFood() {
		return "watermelon";
	}
}

class ZooKeeper{
//	void feed(Tiger tiger) {	// Method Overloading
//		System.out.println("feed apple");
//	}
//	
//	void feed(Lion lion) {		// Method Overloading
//		System.out.println("feed banana");
//	}
	
	// (...)
	// 이처럼 동물이 추가될수록 feed 메서드를 매번 추가해야 한다.
	// 이에 따라 인터페이스를 추가한다.
	
	// 다음과 같이 수정할 수 있다.
	
	void feed(Carnivore carnivore) {
//		System.out.println("feed apple");
		
		// Interface의 추가로 코드 변경
		System.out.println("feed " + carnivore.getFood());
		
	}
}

public class TestClass{
	public static void main(String []args) {
		ZooKeeper zooKeeper = new ZooKeeper();
		Tiger tiger = new Tiger();
		Lion lion = new Lion();
		zooKeeper.feed(tiger);		// feed apple
		// feed banana → apple(통일)
		zooKeeper.feed(lion);		// feed banana → apple → banana
		// 이와 같이 지정된 육식동물에 따라 제공되는 먹이가 다른 것이
		// apple 로 통일된 문제가 있기 때문에
		// 인터페이스 내 메서드를 추가해야 한다.
	}	
}

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인터페이스(interface)

 

자식 클래스가 여러 부모 클래스를 상속 받을 수 있다면,

다양한 동작을 수행할 수 있다는 장점을 가지게 될 것이다.

 

하지만 클래스를 이용하여 다중 상속을 할 경우 메서드 출처의 모호성 등 여러 가지 문제가 발생할 수 있어

자바에서는 클래스를 통한 다중 상속은 지원하지 않는다.

 

하지만 다중 상속의 이점을 버릴 수는 없기에 자바에서는 인터페이스라는 것을 통해 다중 상속을 지원하고 있다.

인터페이스란 다른 클래스를 작성할 때 기본이 되는 틀을 제공하면서,

다른 클래스 사이의 중간 매개 역할까지 담당하는 일종의 추상 클래스를 의미한다.

 

자바에서 추상 클래스는 추상 메서드 뿐만 아니라 생성자, 필드, 일반 메서드도 포함할 수 있다.

하지만 인터페이스(interface)는 오로지 추상 메서드와 상수만을 포함할 수 있다.

 

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인터페이스의 선언

 

자바에서 인터페이스를 선언하는 방법은 클래스를 작성하는 방법과 같다.

인터페이스를 선언할 때에는 접근제어와 함께 interface 키워드를 사용하면 된다.

 

자바에서 인터페이스는 다음과 같이 선언한다.

접근제어자 interface 인터페이스이름{
	public static final 타입 상수 이름 = 값'
    ...
    public abstract 메서드이름(매개변수목록);
    ...
}

 

단 클래스와는 달리 인터페이스 모든 필드는 public static final이어야 하며, 모든 메서드는 public abstract 이어야 한다.

이 부분은 모든 인터페이스 공통으로 적용되는 부분이므로 이 제어자는 생략할 수 있다.

이렇게 생략된 제어자는 컴파일 시 자바 컴파일러가 자동으로 추가해준다.

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인터페이스의 구현

 

인터페이스는 추상 클래스와 마찬가지로 자신이 직접 인스턴스를 생성할 수 없다.

따라서 인터페이스가 포함하고 있는 추상 메서드를 구현해 줄 클래스를 작성해야만 한다.

 

자바에서 인터페이스는 다음과 같은 문법을 통해 구현한다.

class 클래스 이름 implements 인터페이스 이름{
	...
}

 

만약 모든 추상 메서드를 구현하지 않는다면, abstract 키워드를 사용하여 추상 클래스로 선언해야 한다.

 

다음 예제는 인터페이스를 구현하는 예제이다.

 

interface Animal{
//	public abstract void cry();
	void cry();
}

class Cat implements Animal{
	public void cry() {
		System.out.println("Meow~");
	}
}

class Dog implements Animal{
	public void cry() {
		System.out.println("Woof!");
	}
}


public class TestClass{
	public static void main(String[] args) {
		Cat c = new Cat();
		Dog d = new Dog();
		
		c.cry();
		d.cry();
	}
}

//Meow~
//Woof!

 

자바에서는 다음과 같이 상속과 구현을 동시에 할 수 있다.

class 클래스이름 extends 상위클래스이름 implements 인터페이스이름{
	...
}

인터페이스는 인터페이스로부터만 상속을 받을 수 있으며, 여러 인터페이스를 상속 받을 수 있다.

 

다음 예제는 인터페이스를 사용한 다중 상속의 예제이다.

interface Animal{
//	public abstract void cry();
	void cry();
}

interface Pet{
//	public abstract void play();
	void play();
}

class Cat implements Animal,Pet{
	public void cry() {
		System.out.println("Meow~");
	}
	public void play() {
		System.out.println("Play a Catching-Mouse!");
	}
}

class Dog implements Animal,Pet{
	public void cry() {
		System.out.println("Woof!");
	}
	public void play() {
		System.out.println("Go for a walk!");
	}
}

class TestClass{
	public static void main(String[] args) {
		Cat c = new Cat();
		Dog d = new Dog();
		
		c.cry();
		d.cry();
		c.play();
		d.play();
	}
}

//Meow~
//Woof!
//Play a Catching-Mouse!
//Go for a walk!

위의 예제에서 Cat 클래스와 Dog 클래스는 각각 Animal과 Pet 이라는 두 개의 인터페이스를 동시에 구현하고 있다.

 

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