[자바기초.017] 상속 계층(Inheritance Hierarchies)

[자바기초.017] 상속 계층(Inheritance Hierarchies)

 

[1] 상속 계층

• 하나의 superclass에서 여러 개의 subclass가 상속을 받는 관계일 때, 상속 계층(inheritance hierarchy)로 표시하면 코딩하는 데에 도움이 될 수 있다. 
• 위 그림을 예로 들면, Square is-a Rectangle 이어서 Square 클래스는 Rectangle 클래스의 subclass 입니다.
• 그리고 Rectangle is-a Shape 이어서 Rectangle 클래스는 Shape 클래스의 subclass 입니다.
• 자바에서 Object 클래스는 계층(hierarchy)의 가장 꼭대기에 있는 클래스입니다.
• Object 클래스는 모든 자바 클래스의 최고 조상 클래스가 됩니다. 따라서 자바의 모든 클래스는 Object 클래스의 모든 메소드를 바로 사용할 수 있습니다.
• 이러한 Object 클래스는 필드를 가지지 않으며, 총 11개의 메소드만(equals, toString,....)으로 구성되어 있습니다.
• 상속 계층으로 클래스를 표시하는 이유는, subclass로 만든 object(instance)는 superclass의 필드와 메소드를 상속받아 쓰므로 새롭게 필드와 메소드를 중복으로 선언할 필요가 없습니다. 따라서 어떤 클래스와 상속관계가 있는지 그림으로 잘 표현해두면 superclass의 필드와 메소드를 적절하게 잘 이용할 수 있습니다.

[퀴즈1] What variables and methods might be inherited from the superclass Shape in the inheritance hierarchy above?

 

[퀴즈2] Can you make a 3 level inheritance hierarchy for living things on Earth?

 

[2] 부모 클래스 참조(Superclass references)

• superclass 참조변수(reference variable)은 자기 자신의 클래스의 object를 가질 수도 있지만, subclass의 object도 가질 수 있습니다.(가진다 => 주소값을 가지고 있어 그곳을 가리키다 => 참조한다 =>)
• 예를 들어, Shape 클래스의 참조 변수 Shape sh는 Rectangle이나 Square 클래스의 object를 참조할 수 있습니다. 이런 특징을 polymorphism(다형성) 이라고 합니다.

// The variables declared of type Shape can hold objects of its subclasses
Shape s1 = new Shape();
Shape s2 = new Rectangle();
Shape s3 = new Square();

 

• 하지만, 위 코드의 반대로 코딩하면 에러가 납니다.
• 즉, subclass의 참조변수에 superclass의 object를 넣을 수는 없습니다.
• 예를 들어, Square reference variable에 Shape object를 넣을 수는 없는데, 그 이유는 "not all Shapes are Squares"이기 때문입니다.
• 아래 코드는 에러가 발생하는 데, 그 이유는 "Shape cannot be converted to Square"이기 때문입니다.
• (although you could use a type-cast to get it to be a (Square)).

// A subclass variable cannot hold the superclass object!
// A Square is-a Shape, but not all Shapes are Squares.
Square q = new Shape(); // ERROR!!
 

 

[퀴즈3] A class Student inherits from the superclass Person. Which of the following assignment statements will give a compiler error?

A. Person p = new Person();
B. Person p = new Student();
C. Student s = new Student();
D. Student s = new Person();

 

[3] superclass method parameters

Inheritance hierarchy의 또 다른 장점으로는, superclass 타입의 파라미터를 메소드에 다양하게 사용할 수 있다는 점읻.

예를 들어, print(Shape v) 메소드의 파라미터인 Shape v에는 여러 타입의 subclass인 Rectangle, Squares,....가 들어갈 수 있다. 

// This will work with all Shape subclasses (Squares, Rectangles, etc.) too
public void print(Shape s)
{
   ...
}

 

 

[예제1] 아래 코드에서 superclass method parameter의 다양한 쓰임새에 대한 장점을 이해해 보자. 

 

class Person {
    private String name;
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override // override from superclass(Object Class)
    public String toString() {
        return name;
    }
    
}
 
class Student extends Person {
    private int id;
    public Student(String name, int id) {
        super(name);
        this.id = id;
    }
    @Override  // override from superclass
    public String toString() {
        return super.toString() + " " + id;
    }
 
}
 
 
public class Main {
  // This will implicitly call the toString() method of object p
  public void print(Person p) {
    System.out.println(p); 
    // => object를 print하면 클래스명@hashcode값을 
    // 문자열로 출력할 toString 메소드가 자동호출됨.
  }
  
  public static void main(String[] args) {
    Person p = new Person("Sila");
    Student s = new Student("Tully", 1001);
    Main m = new Main();
    m.print(p); // call print with a Person
    m.print(s); // call print with a Student
  }
}

 

[실행결과]

• Which toString() method is called above?
• What would happen if you commented out the Student toString() method? Which one would be called now?
• toString()함수를 주석처리해서 실행되지 않게 하여 print()가 그대로 실행하게 놔두면 아래와 같은 실행결과가 나옵니다.

[참고]
PrintStream 클래스의 출력 관련 메소드(print, println 등)를 통해 객체를 출력하도록 명령하면 자바 컴파일러가 내부적으로 toString() 메소드를 호출한다.

 

 

[4] Superclass Arrays and ArrayLists

Inheritance hierarchies의 또다른 장점으로는, 배열(array)과 리스트(arrayList)를 superclass type과 함께 사용할 때, 여러개의 subclass type을 배열과 리스트 안에 저장할 수 있다는 것입니다. 아래의 예시 코드를 보세요.

 

// This shape array can hold the subclass objects too
Shape[] shapeArray = { new Rectangle(), new Square(), new Shape() };
 
// The shape ArrayList can add subclass objects too
ArrayList<Shape> shapeList = new ArrayList<Shape>();
shapeList.add(new Shape());
shapeList.add(new Rectangle());
shapeList.add(new Square());

 

 

[예제2]

import java.util.*;
class Pet {
    private String name;
    private String type;
 
    public Pet(String n, String t) {
        name = n;
        type = t;
    }
 
    public String toString() {
        return name + " is a " + type;
    }
}
 
class Dog extends Pet {
    public Dog(String n) {
        super(n, "dog");
    }
}
 
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    ArrayList<Pet> petList = new ArrayList<Pet>();
    petList.add(new Pet("Sammy", "hamster"));
    petList.add(new Dog("Fido"));
    
    // This loop will work for all subclasses of Pet
    for (Pet p : petList) {
        System.out.println(p);
    }
  }
}

 

[실행결과]

 

 

 

[유제2] 영어로 적힌 조건을 아래의 코드에 추가해서 완성하세요.

<조건>
1.Look at the Dog class and add a similar Cat class that extends Pet.(Don’t make the Cat class public because there can only be 1 public class in a file.)
2.Back to the main method and add some Cat objects to the ArrayList too. Does the petList work with Cats too?

 

import java.util.*;
class Pet {
    private String name;
    private String type;
 
    public Pet(String n, String t) {
        name = n;
        type = t;
    }
 
    public String toString() {
        return name + " is a " + type;
    }
}
 
class Dog extends Pet {
    public Dog(String n) {
        super(n, "dog");
    }
}
 
// [유제2]
/* <조건>
1.Look at the Dog class and add a similar Cat class that extends Pet. 
2.Back to the main method and add some Cat objects to the ArrayList too. 
Does the petList work with Cats too?
*/
 
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    ArrayList<Pet> petList = new ArrayList<Pet>();
    petList.add(new Pet("Sammy", "hamster"));
    petList.add(new Dog("Fido"));
    
    // This loop will work for all subclasses of Pet
    for (Pet p : petList) {
        System.out.println(p);
    }
  }
}

 

 

 

[유제3] 아래 문제의 정답을 고르세요.

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[퀴즈와 유제 정답은 아래 "더보기" 클릭]

[퀴즈1 정답]

length, area, .....

 

 

[퀴즈2 정답]

Animal-Person-Student

 

 

[퀴즈3 정답]

D

(This is not allowed because a Person is not always a Student.)

 

 

[유제2 정답]

import java.util.*;
 
class Pet {
    private String name;
    private String type;
    public Pet(String n, String t) {
        name = n;
        type = t;
    }
    public String toString() {
        return name + " is a " + type;
    }
}
class Dog extends Pet {
    public Dog(String n) {
        super(n, "dog");
    }
}
// [유제2]
/* <조건>
1.Look at the Dog class and add a similar Cat class that extends Pet. 
2.Back to the main method and add some Cat objects to the ArrayList too. 
Does the petList work with Cats too?
*/
 
class Cat extends Pet {
  public Cat(String n) {
    super(n, "cat");
  }
}
 
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    ArrayList<Pet> petList = new ArrayList<Pet>();
    petList.add(new Pet("Sammy", "hamster"));
    petList.add(new Dog("Fido"));
    petList.add(new Cat("Kitty"));
 
    // This loop will work for all subclasses of Pet
    for (Pet p : petList) {
        System.out.println(p);
    }
  }
}

 

 

[유제3 정답]

B.IV

(All of these are valid reasons to use an inheritance hierarchy.)

 

 

 

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