객체를 못 만드는 클래스가 있다고요? 그게 바로 추상클래스

추상클래스를 이해하기 전에, 우선 다형성이 어떻게 쓰이는지 간단한 예시부터 살펴보겠습니다.

다형성 활용

 

Animal

public class Animal {
    public void sound() {
        System.out.println("동물 울음 소리");
    }
}

Dog

public class Dog extends Animal {
    public void sound() {
        System.out.println("멍멍");
    }
}

 

Cat

public class Cat extends Animal {
    public void sound() {
        System.out.println("냐옹");
    }
}

 

Cow

public class Cow extends Animal {
    public void sound() {
        System.out.println("음메");
    }
}

 

AnimalSoundMain

public class AnimalSoundMain {
    public static void main(String[] args) {
        Animal[] animals = {new Dog(), new Cat(), new Cow()};

        for (int i = 0; i < animals.length; i++) {
            sound(animals[i]);
        }
    }

    private static void sound(Animal animal) {
        System.out.println("동물 울음소리 테스트 시작");
        animal.sound();
        System.out.println("동물 울음소리 테스트 끝");
    }
}

위 코드는 Animal이라는 부모 클래스를 만들고, Dog, Cat, Cow 같은 자식 클래스들이 이를 상속받아
같은 타입(Animal) 으로 동물들의 울음소리를 처리할 수 있게 해주는 다형성의 예입니다.

그런데 이 예제에서 우리는 Animal이라는 클래스를 직접 new 해서 쓸 일이 없습니다.
Animal은 그저 공통된 구조와 규칙을 정의해주는 용도로만 사용될 뿐이죠.

그럼 이런 상황에서,
"이 클래스는 설계도로만 쓰이고, 객체로는 쓰이지 않도록" 만들 수는 없을까요?

바로 그럴 때 등장하는 것이 추상클래스 (abstract class) 입니다.

추상클래스는 객체를 만들 수 없는 클래스입니다.
new로 인스턴스를 만들려고 하면 컴파일 오류가 납니다.
하지만 자식 클래스는 상속을 통해 이 틀을 사용할 수 있죠.

그리고 이 틀 안에
"이 메서드는 자식이 반드시 구현해야 해!" 라고 강제하고 싶을 때,
거기에 쓰이는 게 바로 추상 메서드(abstract method)입니다.

결국, 추상클래스는 "공통 설계도 역할 + 객체 생성 금지",
추상 메서드는 "자식에게 꼭 구현하라고 강제" 이 두 가지 역할을 함께 수행하는 거죠!

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추상 클래스란?

객체를 생성할 수 있는 클래스를 실체 클래스라고 한다면, 이 클래스들의 공통적인 필드나 메소드를 추출해서 선언한 클래스를 추상클래스라고 한다. 출처: 『이것이 자바다』

 

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추상 클래스 선언

클래스 선언에 abstract 키워드를 붙이면 추상 클래스 선언이 됩니다. 추상 클래스는 new 연산자를 이용해서 객체를 직접 만들지 못하고 상속을 통해 자식 클래스만 만들 수 있습니다.

public abstract class 클래스명 {
    //필드
    //생성자
    //메소드
}

 

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추상 메서드

부모 클래스를 상속 받는 자식 클래스가 반드시 오버라이딩 해야 하는 메서드를 부모 클래스에 정의할 수 있습니다. 이것을 추상 메서드라고 합니다. 추상 메서드는 이름 그대로 추상적인 개념을 제공하는 메서드입니다. 따라서 실체가 존재하지 않고, 메서드 바디가 없습니다.

public abstract class AbstractAnimal {
    public abstract void sound(); //추상메서드는 메서드 바디를 생성할 수 없다.
}

• 추상 메서드는 선언할 때 메서드 앞에 추상이라는 의미의 abstract 키워드를 붙여주면 됩니다.
• 추상 메서드가 하나라도 있는 클래스는 추상 클래스로 선언해야 한다.

        그렇지 않으면 컴파일 오류가 발생합니다.

        추상 메서드는 메서드 바디가 없습니다. 따라서 작동하지 않는 메서드를 가진 불완전한 클래스로 볼 수 있습니다. 

• 추상 메서드는 상속 받는 자식 클래스가 반드시 오버라이딩 해서 사용해야 합니다.
• 추상 메서드는 기존 메서드와 완전히 같습니다. 다만 메서드 바디가 없고, 자식 클래스가 해당 메서드를 반드시 오버라이딩 해야 한다는 제약이 추가된 것입니다.

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이전의 예제를 추상클래스를 사용하여 다시 보여드리겠습니다.

 

AbstractAnimal

public abstract class AbstractAnimal {
    public abstract void sound(); //추상메서드는 메서드 바디를 생성할 수 없다.

    public void move() {
        System.out.println("동물이 움직임");
    }
}

 

Dog

public class Dog extends AbstractAnimal {
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("멍멍");
    }
}

 

Cat

public class Cat extends AbstractAnimal {
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("냐옹");
    }
}

 

Cow

public class Cow extends AbstractAnimal {
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("음메");
    }
}

 

AbstractAnimalSoundMain

public class AbstractAnimalSoundMain {
    public static void main(String[] args) {
//        AbstractAnimal abstractAnimal = new AbstractAnimal() //추상클래스는 객체 생성 불가
        
        Dog dog = new Dog();
        Cat cat = new Cat();
        Cow cow = new Cow();

        cat.sound();
        cat.move();

        soundAnimal(cat);
    }

    private static void soundAnimal(AbstractAnimal animal) {
        System.out.println("동물 소리 테스트 시작");
        animal.sound();
        System.out.println("동물 소리 테스트 종료");
    }
}

 

위 코드는 앞에서 봤던 다형성 예제를 추상클래스와 추상 메서드를 활용해 리팩터링한 버전입니다.

코드에서 볼 수 있듯이, 추상 클래스 AbstractAnimal에는
추상 메서드 sound()가 선언되어 있고,
이를 상속받은 Dog, Cat, Cow 클래스는 반드시 이 메서드를 오버라이딩해야 합니다.
그렇지 않으면 컴파일 오류가 발생합니다.

또 AbstractAnimalSoundMain 클래스에서 확인할 수 있듯이,
추상 클래스는 new 키워드로 객체를 직접 생성할 수 없습니다.

이렇게 추상클래스를 사용하면 앞에서 겪었던 두 가지 문제를 해결할 수 있습니다:

객체를 만들 필요 없는 클래스를 객체 생성 불가로 막을 수 있고,

오버라이딩 실수도 컴파일 단계에서 강제할 수 있습니다.

추상클래스는 말 그대로 공통의 구조만 정의하는 설계도이며,
추상 메서드는 이 설계도를 상속받은 클래스가 직접 구현해야 하는 약속입니다.

 

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순수 추상 클래스

지금까지 살펴본 추상 클래스는 "객체 생성 금지 + 공통 설계도 제공" 역할을 하면서,  
필요하다면 일반 메서드도 포함할 수 있었습니다.

하지만 만약 "모든 메서드가 추상 메서드"로만 구성되어 있다면 어떨까요?

이런 클래스를 우리는 순수 추상 클래스(pure abstract class) 라고 부릅니다.

그리고 바로 이 개념이 자바에서 인터페이스(interface) 로 이어지는 핵심이 됩니다.

이제 다음 글에서는 순수 추상 클래스와 인터페이스의 차이,  
그리고 "왜 인터페이스가 필요한가?"에 대해 이야기해보겠습니다!