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Java

다형성 ( Polymorphism )

형디 2024. 4. 24. 17:39

다형성 (Polymorphism)이란?

다형성은 객체 지향 프로그래밍에서 중요한 개념 중 하나이다. 이는 한 요소(예: 메서드, 클래스)가 여러 형태를 가질 수 있는 능력을 의미한다. 다형성은 코드의 유연성과 재사용성을 높여주며, 상속, 추상화, 인터페이스와 함께 사용된다.

package basic.ch20;

public class Animal {

	// 동물의 기능
	// 움직인다
	public void move() {
		System.out.println("동물이 움직입니다.");
	}

	// 먹이활동
	public void eating() {
		System.out.println("먹이를 먹습니다.");
	}

}
package basic.ch20;

public class Human extends Animal {

	@Override
	public void move() {
		System.out.println("사람이 두발로 걷습니다.");
	}

	@Override
	public void eating() {
		System.out.println("밥을 먹습니다.");
	}

	public void readBooks() {
		System.out.println("책을 읽습니다.");
	}

}
package basic.ch20;

public class Tiger extends Animal {

	@Override
	public void move() {
		System.out.println("호랑이가 네발로 걸어요.");
	}
	
	@Override
	public void eating() {
		System.out.println("호랑이가 사냥을 합니다.");
	}
	
}
package basic.ch20;

public class AnimalTest {

	public static void main(String[] args) {
		
		Animal animal = new Animal();
		animal.move();
		animal.eating();
		System.out.println("-----------------------");
		
		Animal 주소2 = new Tiger();
		주소2.move();
		주소2.eating();
		System.out.println("-----------------------");
		
		Animal 주소3 = new Human();
		주소3.move();
		주소3.eating();
		System.out.println("-----------------------");
		
		// 컴파일 시점에는 문자에 대한 것만 실행을 하고 런하면 해당하는 객체가 들어감
		//
		//  강제형변환 다운캐스팅
		int n1 = (int)10.5;
		((Human)주소3).readBooks();
		
	}// end of main
	
}// end of class

업캐스팅과 다운캐스팅이란?

업캐스팅(Upcasting)과 다운캐스팅(Downcasting)은 객체 지향 프로그래밍에서 다형성을 활용할 때 사용되는 개념이다.

 

업캐스팅(Upcasting)

  • 업캐스팅은 부모 클래스의 참조 변수로 자식 클래스의 객체를 참조하는 것을 말합니다.
  • 부모 클래스의 데이터 타입으로 자식 클래스의 객체를 대입하는 것을 의미합니다.
  • 업캐스팅은 자동으로 이루어집니다.
Animal animal = new Dog(); // 업캐스팅

 

다운캐스팅(Downcasting)

  • 다운캐스팅은 부모 클래스의 참조 변수를 자식 클래스의 객체로 변환하는 것을 말합니다.
  • 다운캐스팅은 명시적으로 형변환을 해야 합니다.
  • 다운캐스팅은 업캐스팅된 객체가 실제로 자식 클래스의 객체일 때만 가능합니다. 그렇지 않으면 ClassCastException(예외) 이 발생할 수 있습니다.
Animal animal = new Dog(); // 업캐스팅
Dog dog = (Dog) animal; // 다운캐스팅
package basic.ch20;

public class Fruit {
	
	String name; 
	int price;
	
	public void showInfo() {
		System.out.println("상품명 : " + name);
		System.out.println("가격 : " + price);
	}
	
}
package basic.ch20;

public class Peach extends Fruit {
	
	public Peach() {
		name = "복숭아";
		price = 8000;
	}
}
package basic.ch20;

public class Banana extends Fruit {
	
	String origin; 
	
	public Banana() {
		name = "춘식이바나나";
		price = 5000;
		origin = "한국";
	}
	
	public void saleBanana() {
		System.out.println("바나나 가격을 할인 합니다.");
		price -= 1000;
	}
	
}
package basic.ch20;

public class FruitTest {

	public static void main(String[] args) {
		
		// 다형성 
		// 다양한 형태로 클래스(데이터 타입을) 바라 볼 수 있다. 
		
		Fruit fruit1 = new Banana(); // 업캐스팅된 상태
		Fruit fruit2 = new Peach();  // 업캐스팅된 상태
		
		fruit1.showInfo();
		fruit2.showInfo();
		
		System.out.println("-----------------");
		
		// 다형을 사용하면 코드를 유연하게 작성할 수 있다. 
		
		Banana banana1 = new Banana(); 
		Peach peach1 = new Peach();  
		Peach peach2 = new Peach();
		
		// 배열 
		Fruit[] fruits = new Fruit[3];
		fruits[0] = banana1;
		fruits[1] = peach1;
		fruits[2] = peach2;
		
		System.out.println("---------------");
		// fruits[0]  --> 바나나 
		// 바나나에 속성인 origin 을 출력하시오 
		// 바나나에 기능인 saleBanana() 메서드를 호출하시오 
		
		// Banana bananaCasting = (Banana)fruits[0];
		// bananaCasting.origin;
		System.out.println(((Banana)fruits[0]).origin);
		((Banana)fruits[0]).saleBanana();
		
		System.out.println("---------------");
		// 배열은 반복과 함께 많이 사용 된다. 
		
		// 0 --> 바나나 
		// 1 --> 복숭아 
		
		// instanceof 연산자를 알아야 해결  가능 
		// instanceof --> 
		// 실행 시점에 객체가 특정 클래스의 인스턴스인지 확인하는 키워드 
		for(int i = 0; i < fruits.length; i++) {
			// 방어적 ... 
			if(fruits[i] instanceof Banana ) {
				((Banana)fruits[i]).saleBanana();
			} else {
				fruits[i].showInfo();
			}
		}

	} // end of main

정리

  • 하나의 코드가 여러 자료형으로 구현되어 실현되는 것
  • 같은 코드에서 여러 다른 실행 결과가 나옴
  • 정보은닉, 상속과 더불어 객체지향 프로그래밍의 가장 큰 특징 중 하나다
  • 다형성을 잘 활용하묜 유연하고 확장성있고, 유지보수가 편리한 프로그램을 만들 수 있다.

다형성을 적용한 코드 수정(전)

package starcraft.ver04;

/**
 * public 
 * protected -- 상속관계 설정할 수 있다. 
 * default
 * private
 */
public class Unit {

	protected String name; 
	protected int power; 
	protected int hp;
	
	public Unit(String name) {
		this.name = name;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

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

	public int getPower() {
		return power;
	}

	public void setPower(int power) {
		this.power = power;
	}

	public int getHp() {
		return hp;
	}

	public void setHp(int hp) {
		this.hp = hp;
	}
	
	// 자신이 공격을 당합니다.
	public void beAttacked(int power) {
		// 방어적 코드 작성
		if (hp <= 0) {
			System.out.println("[" + this.name + "] 이미 사망하였습니다.");
			hp = 0;
			return;
		}
		hp -= power;
	}
	
	public void attack(Zealot z) {
		System.out.println(this.name + " 이 " + z.getName() + " 을 공격합니다.");
		z.beAttacked(this.power);
	}
	
	public void attack(Marine m) {
		System.out.println(this.name + " 이 " + m.getName() + " 을 공격합니다.");
		m.beAttacked(this.power);
	}
	
	public void attack(Zergling z) {
		System.out.println(this.name + " 이 " + z.getName() + " 을 공격합니다.");
		z.beAttacked(this.power);
	}
	
	public void showInfo() {
		System.out.println("==== 상태창 ====");
		System.out.println("이름 : " + this.name);
		System.out.println("공격력 : " + this.power);
		System.out.println("생명력 : " + this.hp);
	}
	
}

다형성을 적용한 코드 수정(후)

package starcraft.ver04;
/**
 * public
 * default
 * private
 * protected - 상속관계 설정할 수 있다.
 */
public class Unit {
	
	protected String name;
	protected int power;
	protected int hp;

	public Unit(String name) {
		this.name = name;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

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

	public int getPower() {
		return power;
	}

	public void setPower(int power) {
		this.power = power;
	}

	public int getHp() {
		return hp;
	}

	public void setHp(int hp) {
		this.hp = hp;
	}
	
	public void showInfo() {
		System.out.println("---- 상태창 ----");
		System.out.println("이름 : " + this.name);
		System.out.println("공격력 : " + this.power);
		System.out.println("생명력 : " + this.hp);
	}
	
	public void attack(Unit z) {
		System.out.println(this.name + " 이 " + z.getName() + " 을 공격합니다.");
		z.beAttacked(this.power);
	}
	
	// 자신이 공격을 당합니다.
	public void beAttacked(int power) {

		if (hp <= 0) {
			System.out.println("[" + this.name + "] 이미 사망하였습니다.");
			hp = 0;
			return;
		}
		hp -= power;

	}
	
}
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