상속 (객체지향)

상속(Inheritance)은 객체지향 프로그래밍에서 이미 정의된 클래스(상위 클래스)의 속성과 메서드를 새 클래스(하위 클래스)가 물려받아, 필요한 부분만 더하거나 다시 정의해 쓰게 하는 클래스 간 관계이다.

개요

상속은 객체지향의 핵심 개념 가운데 하나로, 공통 기능을 상위 클래스에 한 번만 두고 하위 클래스들이 그것을 재사용하게 한다. 자바에서는 class B extends A 처럼 쓰며, 하위 클래스는 상위 클래스의 public·protected 멤버를 물려받고 생성자는 물려받지 않는다. 하위 클래스의 생성자는 첫 줄에서 상위 클래스 생성자를 부른다(super(...), 생략하면 인자 없는 생성자가 불린다). 파이썬은 class B(A): 처럼 괄호 안에 상위 클래스를 적고, 하위 클래스에 같은 이름의 메서드가 있으면 그것이 상위 클래스의 것보다 먼저 찾아진다.

상속 관계는 "B 는 A 의 한 종류이다(is-a)"가 성립할 때 쓴다. 상위 클래스를 일반화(generalization), 하위 클래스를 특수화(specialization)라고도 한다.

UML 표기

클래스 다이어그램에서 상속은 일반화 관계로 그린다. 하위 클래스에서 상위 클래스 쪽으로 실선을 긋고, 상위 클래스 끝에 속이 빈 삼각형 화살촉을 단다. 하위 클래스가 여럿이면 화살촉 하나에 선을 모아 그리기도 한다.

부분-전체 관계인 집합(aggregation)은 전체 쪽 끝에 속이 빈 마름모를 단다. 삼각형과 마름모를 혼동하면 상속을 집합으로 잘못 읽게 된다.

상속과 함께 나타나는 개념

• 오버라이딩 - 상위 클래스의 메서드를 하위 클래스가 같은 이름·같은 매개변수로 다시 정의한다. 상속이 있어야 성립한다
• 오버로딩 - 같은 클래스 안에 이름은 같고 매개변수가 다른 메서드·생성자를 여러 개 둔다. 상속과 무관하게 성립한다. 생성자 A() 와 A(int) 를 함께 두는 것이 대표적인 예이다
• 다형성 - 상위 클래스 타입의 변수가 하위 클래스 객체를 가리키고, 호출된 메서드는 실제 객체의 오버라이딩된 것이 실행된다
• 추상 클래스 - 상속을 전제로 만든 미완성 클래스. 자바에서는 추상 클래스로 객체를 만들 수 없다

형변환 규칙(자바)

상속 관계에서 하위 클래스 객체는 상위 클래스 타입 변수에 그대로 대입할 수 있다(업캐스팅). 반대로 상위 클래스 타입의 객체를 하위 클래스 타입 변수에 넣는 것은 명시적 캐스트 없이는 컴파일 오류이고, 캐스트를 써도 실제 객체가 그 하위 타입이 아니면 실행 중 ClassCastException 이 난다 → 자바 다형성

class A { }
class B extends A { }
A x = new B();   // 가능: 하위 객체를 상위 타입으로
B y = new A();   // 컴파일 오류: 상위 객체를 하위 타입 변수에

단일 상속과 다중 상속

구분	단일 상속	다중 상속
상위 클래스 수	하나	둘 이상
언어	자바, C# (클래스)	C++, 파이썬
문제	계층이 깊어질 수 있다	같은 이름 멤버가 겹치는 다이아몬드 문제

자바는 클래스 다중 상속을 막는 대신 인터페이스를 여러 개 구현하게 한다.

상속과 집합(포함) 구별하기

구분	상속(일반화)	집합·구성(포함)
관계	is-a(종류)	has-a(부분)
UML 화살촉	속이 빈 삼각형	속이 빈 마름모(집합), 속이 찬 마름모(구성)
예	자동차 → 탈것	자동차 ◇ 바퀴
재사용 방식	상위 클래스의 구현을 물려받음	다른 객체를 멤버로 두고 위임

같이 보기

• 객체지향 기법
• 다형성
• 오버라이딩
• 다중 상속
• 리스코프 치환 원칙