다형성의 개념
다형성(polymorphism)이란?
다형성(polymorphism)이란 하나의 객체가 여러 가지 타입을 가질 수 있는 것을 의미합니다.
자바에서는 이러한 다형성을 부모 클래스 타입의 참조 변수로 자식 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 있도록 하여 구현하고 있습니다.
다형성은 상속, 추상화와 더불어 객체 지향 프로그래밍을 구성하는 중요한 특징 중 하나입니다.
참조 변수의 다형성
자바에서는 다형성을 위해 부모 클래스 타입의 참조 변수로 자식 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 있도록 하고 있습니다.
이때 참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수보다 같거나 적어야 참조할 수 있습니다.
다음 예제는 참조 변수의 다형성을 보여주는 예제입니다.
예제
class Parent { ... }
class Child extends Parent { ... }
...
Parent pa = new Parent(); // 허용
Child ch = new Child(); // 허용
Parent pc = new Child(); // 허용
Child cp = new Parent(); // 오류 발생.
특정 타입의 참조 변수로는 당연히 같은 타입의 인스턴스를 참조할 수 있습니다.
참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수와 같기 때문입니다.
그리고 부모 클래스 타입의 참조 변수로도 자식 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 있습니다.
참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수보다 적기 때문입니다.
하지만 반대의 경우인 자식 클래스 타입의 참조 변수로는 부모 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 없습니다.
참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수보다 많기 때문입니다.
참조 변수의 타입 변환
자바에서는 참조 변수도 다음과 같은 조건에 따라 타입 변환을 할 수 있습니다.
1. 서로 상속 관계에 있는 클래스 사이에만 타입 변환을 할 수 있습니다.
2. 자식 클래스 타입에서 부모 클래스 타입으로의 타입 변환은 생략할 수 있습니다.
3. 하지만 부모 클래스 타입에서 자식 클래스 타입으로의 타입 변환은 반드시 명시해야 합니다.
참조 변수의 타입 변환도 기본 타입의 타입 변환과 마찬가지로 타입 캐스트 연산자(())를 사용합니다.
문법
(변환할타입의클래스이름) 변환할참조변수
다음 예제는 참조 변수의 타입 변환을 보여주는 예제입니다.
예제
class Parent { ... }
class Child extends Parent { ... }
class Brother extends Parent { ... }
...
Parent pa01 = null;
Child ch = new Child();
Parent pa02 = new Parent();
Brother br = null;
pa01 = ch; // pa01 = (Parent)ch; 와 같으며, 타입 변환을 생략할 수 있음.
br = (Brother)pa02; // 타입 변환을 생략할 수 없음.
br = (Brother)ch; // 직접적인 상속 관계가 아니므로, 오류 발생.
instanceof 연산자
이러한 다형성으로 인해 런타임에 참조 변수가 실제로 참조하고 있는 인스턴스의 타입을 확인할 필요성이 생깁니다.
자바에서는 instanceof 연산자를 제공하여, 참조 변수가 참조하고 있는 인스턴스의 실제 타입을 확인할 수 있도록 해줍니다.
자바에서 instanceof 연산자는 다음과 같이 사용합니다.
문법
참조변수 instanceof 클래스이름
왼쪽에 전달된 참조 변수가 실제로 참조하고 있는 인스턴스의 타입이 오른쪽에 전달된 클래스 타입이면 true를 반환하고, 아니면 false를 반환합니다.
만약에 참조 변수가 null을 가리키고 있으면 false를 반환합니다.
다음 예제는 참조 변수가 실제로 가리키고 있는 인스턴스의 타입을 instanceof 연산자로 확인하는 예제입니다.
예제
class Parent { }
class Child extends Parent { }
class Brother extends Parent { }
public class Polymorphism01 {
public static void main(String[] args) {
Parent p = new Parent();
System.out.println(p instanceof Object); // true
System.out.println(p instanceof Parent); // true
System.out.println(p instanceof Child); // false
System.out.println();
Parent c = new Child();
System.out.println(c instanceof Object); // true
System.out.println(c instanceof Parent); // true
System.out.println(c instanceof Child); // true
}
}
실행 결과
true
true
false
true
true
true
