Java - Interface

각 관련 개념의 예제는 다음의 경로에서 확인이 가능하다 관련 예제 패키지

• 인터페이스의 역활

  • 객체의 사용 방법을 정의한 타입이다.

  • 객체의 교환성을 높혀준다. 이로 인해 다형성을 구현하는 중요한 역활을 한다.

  • 자바 8에서 람다식은 함수적 인터페이스의 구현객체를 생성하기 때문에 인터페이스의 중요성은 커졌다.

  • 개발 코드를 수정하지 않고, 사용하는 객체를 변경할 수 있도록 하는 역활을 한다.

• 인터페이스 선언

  • 물리적으로 일반적인 클래스와 동일한 소스파일과 동일한 형태로 컴파일 된다. (.java, .class)

  • 다음과 같이 선언이 가능하다

    [public] interface 인터페이스명 {...}

  • 상수와 메소드만을 구성멤버로 가진다. 또한 직접 객체를 생성하는 것은 불가하기 때문에 생성자를 가질 수 없다.

  • 자바 8버전 부터 디폴트 메서드와 정적 메소드를 선언이 가능해졌다.

    interface 인터페이스명 {
      //상수
      타입 상수명 = 값;
      //추상메서드
      타입 메소드명(매개변수,...);
      //디폴트메서드
      default 타입 메소드명(매개변수,...) {...}
      //정적 메소드
      static 타입 메소드명(매개변수) {...}
    }

    • 상수 필드

      • 인터페이스는 런타임 시 데이터를 저장할 수 있는 필드를 선언할 수 없다. 그러나 상수 필드는 선언이 가능하다.

      • 상수 필드는 인터페이스에 고정된 값으로 런타임 시 데이터 변경이 불가하다.

      • 상수 필드는 반드시 초기 값을 지정해야 한다.

      • 상수 필드는 다음과 같이 선언한다. 아래 해당되는 키워드를 생략하더라도 컴파일 과정에서 자동적으로 추가된다.

        [ public static final ] 타입 상수명 = 값;

        이때 상수명은 대문자와 스네이크 케이스 명명식으로 구성하는게 관례이다.

        public interface RemoteControl {
          public static final int MAX_VOLUME = 10;
          public static final int MIN_VOLUME = 0;
        }

    • 추상 메소드

      • 객체가 가지고 있는 메소드를 설명하는 것으로 호출할 때 어떤 매개값과 리턴 타입을 가지고 있는지 설명한다.

      • 구현부는 구현 객체가 가지고 있다.

      • 인터페이스를 통하여 호출된 메소드는 최종적으로 구현 객체에서 실행되므로, 인터페이스에서는 추상 메서드로 선언한다. 아래 해당되는 키워드를 생략하더라도 컴파일 과정에서 자동적으로 추가된다.

        [public abstract] 리턴타입 메소드명(매개변수,...);

        public interface RemoteControl {
        public abstract void turnOn();
        public abstract void turnOff();
        public abstract void setVolume(int volume);
        }

    • 디폴트 메소드

      • 인터페이스에 선언되는 메소드지만, 구현 객체가 가지고 있는 인스턴스 메소드라고 생각해야한다.

      • 자바 8에서 기존 인터페이스를 확장하여 새로운 기능을 추가할 때 사용된다.

      • 기본적으로 접근 제한자 키워드를 생략하더라도 public 키워드가 컴파일시 자동으로 추가된다.

        [public] default 리턴타입 메소드명(매개변수,...) {...};

        public interface RemoteControl {
        public default void setMute(boolean mute){
          if(mute) {...}
          else {...}
        }
        }

    • 정적 메소드

      • 디폴트 메서드와 다르게 객체가 없어도 인터페이스 만으로도 호출이 가능한 메서드이다.

      • 기본적으로 접근 제한자 키워드를 생략하더라도 public 키워드가 컴파일시 자동으로 추가된다.

        [public] static 리턴타입 메소드명(매개변수,...) {...};

        public interface RemoteControl {
        public static void changeBattery(){
          //...
        }
        }

    • 각각의 요소가 컴파일시 자동으로 키워드가 붙는 이유는 다음 링크에 있다.

      • 왜 public과 public final 키워드를 제거하는게 맞나요?

• 인터페이스의 컴파일 결과물

  • 해당 인터페이스에는 각 요소마다 키워드를 제외하고 컴파일 했지만, 기본적으로 붙는다는 것을 학습했다.

• 인터페이스 구현

  • 구현 클래스는 인터페이스를 구현하는 역활을 하는 클래스를 지칭한다.

  • 다음과 같은 형태를 지닌다.

    public class 구현클래스명 implements 인터페이스명 {
    //...
    }

  • 기본적으로 인터페이스의 모든 메서드의 접근자는 public 이므로 더 접근범위가 낮은 키워드를 대체할 수 없다.

  • 인터페이스를 구현하는 클래스가 인터페이스 내부의 추상 메서드와 대응되는 메서드를 작성하지 않으면 캄파일러가 추상 클래스로 인식하기 때문에 이런 식으로 코딩하지 않겠지만, abstract 키워드를 붙여야한다.

• 인터페이스 사용

  • 인터페이스로 구현객체를 사용해야 하는경우 인터페이스 변수를 선언하고 구현 객체를 대입해야한다.

  • 인터페이스 변수는 참조 타입이기 때문에 구현 객체가 대입되는 경우 구현 객체의 참조값을 저장한다.

  • 개발 코드에서 인터페이스는 다음 요소로 선언될 수 있다.

    • 클래스의 필드

    • 생성자

    • 메소드의 매개변수

    • 생성자 또는 메서드의 로컬 변수

      public class PersonalRemoteControl {
      RemoteControl remoteControl = new Television();
      
      PersonalRemoteControl(RemoteControl remoteControl){
        this.remoteControl = remoteControl;
      }
      
      void changeAudioControl(){
        RemoteControl rc = new Audio();
      }
      }

  • 추상 메서드의 사용

    • 구현 객체가 인터페이스 타입에 대입되면 인터페이스에 선언된 추상메서드를 개발 코드에서 호출이 가능해진다.

      RemoteControl rc = new Television();
      rc.turnOn();
      rc.turnOff();

  • 디폴트 메서드의 사용

    • 인터페이스에서 선언되나 바로 사용이 불가하다.

    • 디폴트 메서드는 인터페이스의 모든 구현객체가 가지고 있는 기본 메서드이다.

    • 특정 구현객체는 디폴트 메서드의 내용이 적합하지 않아 오버라이딩 과정이 필요할 수 있다.

    • 왜 디폴트 메서드가 등장했는지 아직까지 의아하긴하다.

  • 정적 메서드의 사용

    • 다른 메서드와 다르게 인터페이스를 통해 바로 호출이 가능하다.

• 타입 변환과 다형성

  • 생성자 혹은 메서드의 파라미터를 통해 다양한 구현 객체를 주입하여 다형성을 추구할 수 있다.

  • 구현 객체가 인터페이스 타입으로 변환되는 것을 Promotion(자동 타입 변환) 이라고 명한다.

    인터페이스 변수 = 구현객체;

    위와 같이 인터페이스 변수에 구현객체가 대입 시 프로모션이 일어난다.

  • 필드의 다형성

    • 같은 인터페이스를 구현하는 클래스는 언제든 교체가 가능하다.

  • 매개변수의 다형성

    • 같은 인터페이스를 구현하는 클래스는 동일하게 파라미터로 주입이 가능하다.

• 인터페이스 상속

  • 인터페이스는 클래스와 다르게 다른 인터페이스를 다중 상속이 가능하다

    public interface 하위인터페이스 extends A,B,C,.....

• 디폴트 메서드와 인터페이스 확장

  • 디폴트 메서드의 필요성

    • 기존 인터페이스를 확장해서 새로운 기능을 추가하기 위해 사용된다.

    • 기존 인터페이스의 이름과 추상메서드의 변경 없이 사용이 가능하다.

    • 이 말은 디폴트 메서드는 클래스에서 메소드를 구현할 필요 없이 사용이 가능하다로 이해한다.

  • 디플트 메서드의 사용법

    • 단순히 상속만 받는다.

    • 오버라이딩 해서 사용한다.

    • 디폴트 메소드를 추상 메서드로 재선언한다. 이 경우는 빈번하게 하위 구현 클래스에서 오버라이딩 하는 경우 고려할 만하다.

• 중첩 클래스와 인터페이스

  • 중첩 클래스

    • 특정 클래스가 여러 클래스가 관계를 맺는경우 독립적으로 활용하고, 그렇지 않을 경우에는 Nested 를 고려하는 것으로 공부하자.

    • 장점은 두 클래스의 멤버를 쉽게 접근이 가능하고, 불필요한 클래스의 관계를 감춤으로서 코드의 복잡성을 줄일 수 있다.

  • 중첩 인터페이스

    • 인터페이스를 해당 클래스와 긴밀한 관계를 유지하기 위해 고려된다.

    • 주로 UI 프로그래밍에서 자주 활용된다.