인터페이스 (자바)
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1. 개요
인터페이스는 자바에서 클래스가 구현할 수 있는 추상적인 형태를 정의하는 데 사용된다. 인터페이스는 상수, 추상 메서드, 정적 메서드 선언을 포함하며, 모든 메서드는 암시적으로 public이다. 클래스는 `implements` 키워드를 사용하여 하나 이상의 인터페이스를 구현할 수 있으며, 인터페이스를 구현하는 클래스는 인터페이스에 정의된 모든 메서드를 구현해야 한다. 인터페이스는 다른 인터페이스를 확장할 수 있으며, 다중 상속을 허용한다. 인터페이스는 다형성 구현, 코드 재사용성 향상, 콜백 구현 등 다양한 목적으로 활용되며, `Comparable`, `Serializable`과 같은 표준 인터페이스가 제공된다.
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2. 인터페이스 정의
인터페이스는 추상 메서드, 상수, 정적 메서드 등을 포함할 수 있으며, 자바에서는 `interface` 키워드를 사용하여 정의한다.
인터페이스는 다양한 유형의 클래스가 공유하지만 반드시 클래스 관계를 구성하지 않는 유사성을 나타내는 데 사용된다. 예를 들어, 사람과 앵무새는 모두 휘파람을 불 수 있지만, `Human`과 `Parrot`을 `Whistler` 클래스의 하위 클래스로 나타내는 것은 적절하지 않다. 대신 이들은 `Animal` 클래스(또는 중간 클래스)의 하위 클래스이면서 동시에 `Whistler` 인터페이스를 구현할 수 있다.
또한, 인터페이스를 사용하면 클래스 유형을 알지 못해도 특정 인터페이스를 구현한다는 사실만으로 객체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 휘파람 소리에 짜증이 났을 때, 누가 휘파람을 부는지 (사람인지 앵무새인지)는 중요하지 않다. 중요한 것은 `Whistler` 인터페이스를 구현한 객체의 `whistle` 메서드를 호출하여 휘파람 소리를 낼 수 있다는 점이다. 더 실용적인 예로, 정렬 알고리즘은 특정 유형을 알지 못해도 객체를 정렬할 수 있도록 유형의 객체를 예상할 수 있다.
인터페이스는 다음과 같은 특징을 가진다.
- 메서드 헤더와 public 상수만 선언한다.
- 인스턴스화할 수 없다.
- 클래스에서 구현할 수 있다.
- 클래스를 확장할 수 없다.
- 여러 다른 인터페이스를 확장할 수 있다.
2. 1. 인터페이스 선언 문법
인터페이스는 다음과 같은 형식으로 선언된다.[2]```
[''visibility''] interface '''''InterfaceName''''' [extends ''other interfaces''] {
''constant declarations''
''abstract method declarations''
'' static method declarations''
}
```
- `visibility`: 접근 제한자를 나타낸다. (public, protected, private)
- `InterfaceName`: 인터페이스의 이름을 나타낸다.
- `extends`: 다른 인터페이스를 상속할 때 사용한다.
예시: `public interface Interface1 extends Interface2;`
인터페이스의 본문에는 추상 메서드가 포함되어 있지만, 인터페이스의 모든 메서드는 정의상 추상적이므로 `abstract` 키워드는 필요하지 않다.[2] 인터페이스는 노출되는 동작 집합을 지정하므로 모든 메서드는 암시적으로 `public`이다.[2]
따라서 간단한 인터페이스는 다음과 같다.[2]
```java
public interface Predator {
boolean chasePrey(Prey p);
void eatPrey(Prey p);
}
```
인터페이스의 멤버 유형 선언은 암시적으로 static, final 및 public이지만, 그렇지 않은 경우 모든 유형의 클래스 또는 인터페이스가 될 수 있다.[2]
2. 2. 인터페이스 예시
간단한 인터페이스 예시는 다음과 같다.```java
public interface Predator {
boolean chasePrey(Prey p);
void eatPrey(Prey p);
}
```
위 인터페이스는 `Predator`라는 이름으로, `chasePrey`와 `eatPrey`라는 두 개의 추상 메서드를 포함한다.[2]
3. 인터페이스 구현
클래스는 `implements` 키워드를 사용하여 인터페이스를 구현한다. 인터페이스에 정의된 모든 추상 메서드는 구현 클래스에서 반드시 구현되어야 한다.
클래스가 인터페이스를 구현하지만 모든 메서드를 구현하지 않는 경우, `abstract`로 표시해야 한다. 클래스가 추상 클래스인 경우, 해당 서브클래스 중 하나가 구현되지 않은 메서드를 구현해야 한다. 그러나 추상 클래스의 서브클래스 중 일부가 모든 인터페이스 메서드를 구현하지 않는 경우, 서브클래스 자체를 다시 `abstract`로 표시해야 한다.
인터페이스는 공통 클래스 메서드를 공유할 수 있다.
```Java
class Animal implements LikesFood, LikesWater {
boolean likes() { return true; }
}
```
그러나 주어진 클래스는 동일하거나 유사한 인터페이스를 여러 번 구현할 수 없다.
```Java
class Animal implements Shares
// 오류: 인터페이스 중복
```
자바는 클래스의 다중 상속을 허용하지 않으며, 메서드(프로시저)를 인수로 전달하는 것도 허용하지 않는다. 따라서 메서드를 대상 메서드의 매개변수로 전달하기 위해, 현재 관행은 각 호출 클래스를 수용하기 위해 대상 메서드의 여러 변형을 정의하는 대신, 매개변수 메서드의 시그니처와 주소를 제공하는 수단으로 인터페이스에 대한 참조를 정의하고 전달하는 것이다.[3]
3. 1. 인터페이스 구현 방법
클래스에서 인터페이스를 구현하는 방법은 다음과 같다.
```java
... implements ''인터페이스이름''[, ''다른 인터페이스'', ''또 다른'', ...] ...
```
클래스는 인터페이스를 구현할 수 있다. 예를 들면 다음과 같다.
```java
public class Lion implements Predator {
@Override
public boolean chasePrey(Prey p) {
// 먹이 p를 쫓는 프로그래밍 (특히 사자를 위해)
}
@Override
public void eatPrey(Prey p) {
// 먹이 p를 먹는 프로그래밍 (특히 사자를 위해)
}
}
```
클래스가 인터페이스를 구현하면서 메소드를 모두 구현하지 않는다면, `abstract`로 표시되어야 한다. 클래스가 추상적이라면 서브클래스들 중 하나가 미구현 메소드를 구현할 것이라 예측한다. 추상 클래스의 서브클래스들 중 어느 것도 인터페이스 메소드를 모두 구현하지 않더라도 서브클래스 자체는 `abstract`로 다시 표시되어야 한다.
클래스들은 여러 인터페이스들을 구현할 수 있다.
```java
public class Frog implements Predator, Prey { ... }
```
인터페이스들은 일반적으로 콜백을 목적으로 자바 언어에서 사용된다.[5]
3. 2. 구현 예시
java
public class Lion implements Predator {
@Override
public boolean chasePrey(Prey p) {
// 먹이 p를 쫓는 프로그래밍 (특히 사자를 위해)
}
@Override
public void eatPrey(Prey p) {
// 먹이 p를 먹는 프로그래밍 (특히 사자를 위해)
}
}
```
`Lion` 클래스는 `Predator` 인터페이스를 구현한다.[5] `Lion` 클래스는 `Predator` 인터페이스에 정의된 `chasePrey`와 `eatPrey` 메서드를 구현해야 한다. 위 코드는 `Lion` 클래스가 `Predator` 인터페이스의 메서드들을 어떻게 구현하는지 보여주는 예시다.
3. 3. 다중 인터페이스 구현
클래스는 여러 개의 인터페이스를 동시에 구현할 수 있다.[5]
예시:
```java
public class Frog implements Predator, Prey { ... }
```
인터페이스는 자바 언어에서 콜백을 목적으로 주로 사용된다.[3]
4. 서브인터페이스
인터페이스는 다른 인터페이스를 상속(`extends`)하여 확장할 수 있다. 이를 통해 인터페이스 간의 계층 구조를 형성할 수 있으며, 클래스와 달리 다중 상속을 허용한다.
4. 1. 서브인터페이스 정의
인터페이스는 여러 다른 인터페이스를 확장할 수 있다. 다음은 그 예시이다.```java
public interface VenomousPredator extends Predator, Venomous {
// Interface body
}
```
위 코드는 유효하며, `VenomousPredator`라는 하위 인터페이스를 정의한다. 이는 클래스와 달리 다중 상속을 허용한다. `Predator`와 `Venomous` 인터페이스가 동일한 시그니처(예: `kill(Prey p)`)를 가진 메서드를 정의하거나 상속하더라도, `VenomousPredator`를 구현하는 클래스는 두 메서드를 모두 구현해야 한다.
5. 인터페이스 활용
인터페이스는 클래스들이 공통적으로 가지는 특성을 정의하지만, 클래스 간의 상속 관계를 반드시 의미하지는 않는다. 예를 들어, 사람과 앵무새는 모두 휘파람을 불 수 있다. 하지만, `Human`과 `Parrot` 클래스를 `Whistler`라는 클래스의 하위 클래스로 만드는 것은 적절하지 않다. 대신 이들은 `Animal` 클래스의 하위 클래스로 구성하고, 동시에 `Whistler` 인터페이스를 구현하도록 할 수 있다.
인터페이스를 활용하면, 특정 클래스의 유형을 알지 못하더라도, 해당 객체가 특정 인터페이스를 구현한다는 사실만으로 객체를 사용할 수 있다. 예를 들어, `whistler.whistle()`를 호출하면, `Whistler` 인터페이스를 구현하는 객체의 `whistle` 메서드가 실행된다. 정렬 알고리즘에서 특정 유형을 알지 못해도 해당 유형의 객체를 정렬할 수 있는 것도 이와 유사한 예시이다.
(하위 섹션에서 콜백 구현과 표준 인터페이스 예시에 대한 내용을 자세히 다루고 있으므로, 이 섹션에서는 간략하게 언급만 하고 넘어간다.)
5. 1. 콜백 (Callback) 구현
인터페이스는 메서드를 매개변수로 전달하는 것이 제한적인 자바 환경에서 콜백을 구현하는 데 사용된다.[5] 자바는 메서드(프로시저)를 인수로 전달하는 것을 허용하지 않기 때문에,[5] 인터페이스를 활용하여 콜백을 구현한다.예를 들어, 사람과 앵무새는 모두 휘파람을 불 수 있지만, `Human`과 `Parrot`을 `Whistler` 클래스의 하위 클래스로 나타내는 것은 적절하지 않다. 대신, 이들은 `Animal` 클래스의 하위 클래스이면서 동시에 `Whistler` 인터페이스를 구현하는 방식으로 표현할 수 있다.
인터페이스를 사용하면 클래스 유형을 알지 못해도 특정 인터페이스를 구현한다는 사실만으로 객체를 사용할 수 있다. 예를 들어, `whistler.whistle()`를 호출하면 `Whistler` 인터페이스를 구현하는 객체의 `whistle` 메서드가 호출된다. 정렬 알고리즘에서 유형의 객체를 사용하는 것도 비슷한 예시인데, 이 경우 특정 유형을 알지 못하더라도 해당 유형의 객체를 정렬할 수 있다.
5. 2. 표준 인터페이스 예시
참조
[1]
웹사이트
Default Methods
https://web.archive.[...]
2014-06-30
[2]
웹사이트
The Java Language Specification
http://java.sun.com/[...]
[3]
웹사이트
Java Tip 10: Implement callback routines in Java
https://www.infoworl[...]
1996-06-01
[4]
웹인용
Default Methods
https://web.archive.[...]
2017-04-27
[5]
웹인용
Java World
https://web.archive.[...]
2017-03-28
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