다형성

다형성이란?

하나의 코드가 여러 자료형으로 구현되어 실행되는 것을 말한다.

쉽게 말해 같은 코드에서 여러 실행 결과가 나오는 것이다.

그림과 같이 3개의 클래스가 Animal 클래스를 상속받는 경우를 생각해보자.

 

• Animal 클래스에 메서드를 하나 정의하고 상속받은 클래스에서 재정의한다.

package polymorphism;

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

class Human extends Animal{
    public void move(){
        System.out.println("사람이 두 발로 걷는다");
    }
}

class Tiger extends Animal{
    public void move(){
        System.out.println("호랑이가 네 발로 걷는다");
    }
}

class Eagle extends Animal{
    public void move(){
        System.out.println("독수리가 하늘을 난다");
    }
}

public class AnimalTest1{
    public static void main(String[] args){
        AnimalTest1 aTest = new AnimalTest1();
        aTest.moveAnimal(new Human());
        aTest.moveAnimal(new Tiger());
        aTest.moveAnimal(new Eagle());
    }

    public void moveAnimal(Animal animal){  //매개 변수의 자료형이 상위 클래스
        animal.move();  //재정의된 메서드가 호출됨
    }
}

테스트를 하기 위해 AnimalTest1 클래스에 moveAnimal() 메서드를 만들었다.

이 메서드는 어떤 인스턴스가 매개변수로 넘어와도 모두 Animal 형으로 변환한다.

예를 들어 매개변수가 전달되는 부분에 Human 인스턴스가 전달되었다면 다음 코드처럼 형 변환된다.

Animal ani = new Human();

Animal에서 상속받은 클래스가 매개변수로 넘어오면 모두 Animal형으로 변환되므로 animal.move() 메서드를 호출할 수 있다.

가상 메서드 원리에 따라 animal.move() 메서드가 호출하는 메서드는 Animal의 move가 아닌 매개변수로 넘어온 실제 인스턴스의 메서드이다.

animal.move() 코드는 변함이 없지만 어떤 매개변수가 넘어왔느냐에 따라 출력문이 달라진다.

이것이 바로 다형성이다.

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다형성의 장점

다른 동물이 새로 추가되는 경우를 생각해 본다.

새로운 동물도 Animal 클래스를 상속받아 구현하면 모든 클래스를 Animal 자료형 하나로 쉽게 관리할 수 있다.

이것이 다형성을 활용한 프로그램의 확장성이다.

각 자료형에 따라 코드를 다르게 구현한다면 코드는 훨씬 복잡해지고 내용도 길다.

허나 상위 클래스에서 공통 부분의 메서드를 제공하고, 하위 클래스에서는 그에 기반한 추가 요소를 덧붙여 구현하면 코드 양도 줄어들고 유지보수도 편리하다.

또 필요에 따라 상속받은 모든 클래스를 하나의 상위 클래스로 처리할 수 있고 다형성에 의해 각 클래스의 여러 가지 구현을 실행할 수 있으므로 프로그램을 쉽게 확장할 수 있다.

다형성을 잘 활용하면 유연하면서도 구조화된 코드를 구현하여 확장성 있고 유지보수하기 좋은 프로그램을 개발할 수 있다.

 

다형성을 활용해 VIP 고객 클래스 완성하기

https://seungmin576.tistory.com/54 여기 코드 사용

• 앞에서 제시한 VIP 고객의 혜택을 다형성으로 구현해보자

package polymorphism;

public class Customer {
    protected int customerID;
    protected String customerName;
    protected String customerGrade;
    int bonusPoint;
    double bonusRatio;

    public Customer(){
        initCustomer(); //고객 등급과 보너스 포인트 적립률 지정 함수 호출
    }

    public Customer(int customerID, String customerName){
        this.customerID = customerID;
        this.customerName = customerName;
        initCustomer(); //고객 등급과 보너스 포인트 적립률 지정 함수 호출
    }
    //생성자에서만 호출하는 메서드이므로 private으로 선언
    private void initCustomer(){
       customerGrade = "SILVER";    //멤버 변수의 초기화
        bonusRatio = 0.01;
    }

    public int calcPrice(int price){
        bonusPoint += price * bonusRatio;
        return price;
    }

    public String showCustomerInfo(){
        return customerName + "님의 등급은 " + customerGrade + "이며, 보너스포인트는 " + bonusPoint + "입니다.";
    }

    public int getCustomerID() {
        return customerID;
    }

    public void setCustomerID(int customerID) {
        this.customerID = customerID;
    }

    public String getCustomerName() {
        return customerName;
    }

    public void setCustomerName(String customerName) {
        this.customerName = customerName;
    }

    public String getCustomerGrade() {
        return customerGrade;
    }

    public void setCustomerGrade(String customerGrade) {
        this.customerGrade = customerGrade;
    }
}

기존 Customer 클래스와 달라진 점은 initCustomer() 메서드가 있다.

이 메서드는 클래스의 멤버 변수를 초기화하는데, Customer 클래스를 생성하는 두 생성자에서 공통으로 사용하는 코드이므로 메서드로 분리하여 호출한다.

 

• 이번에는 VIP 고객 클래스 코드를 수정

package polymorphism;

public class VIPCustomer extends Customer {
    private int agentID;
    double saleRatio;

    public VIPCustomer(int customerID, String customerName, int agentID){
        super(customerID, customerName);    //상위 클래스 생성자 호출
        customerGrade = "VIP";
        bonusRatio = 0.05;
        saleRatio = 0.1;
        this.agentID = agentID;
    }

    @Override
    public int calcPrice(int price){
        bonusPoint += price * bonusRatio;
        return price - (int)(price * saleRatio);
    }

    @Override
    public String showCustomerInfo() {  //고객 정보 출력 메서드 재정의
        return super.showCustomerInfo() + "담당 상담원 번호는 " + agentID + "입니다.";
    }

    public int getAgentID(){
        return agentID;
    }
}

VIP 고객 클래스에서 calcPrice() 메서드와 showCustomerInfo() 메서드를 재정의했다.

일반 고객 클래스에서 calcPrice() 메서드는 정가를 그대로 반환했지만, VIP 고객 클래스에서는 할인율을 반영한 지불 가격을 반환한다.

또 일반 고객 클래스에서 showCustomerInfo() 메서드는 고객 등급과 이름만 출력했지만, VIP 고객 클래스에서는 담당 상담원 번호까지 출력한다.

 

• test 코드

package polymorphism;

public class CustomerTest {
    public static void main(String[] args){
        Customer customerLee = new Customer();
        customerLee.setCustomerID(10010);
        customerLee.setCustomerName("이순신");
        customerLee.bonusPoint = 1000;

        System.out.println(customerLee.showCustomerInfo());

        Customer customerKim = new VIPCustomer(10020, "김유신", 123245);
        customerKim.bonusPoint = 1000;

        System.out.println(customerKim.showCustomerInfo());
        System.out.println("==========할인율이랑 보너스포인트 계산============");

        int price = 10000;
        int leePrice = customerLee.calcPrice(price);
        int kimPrice = customerKim.calcPrice(price);

        System.out.println(customerLee.getCustomerName() + "님이 " + leePrice + "원 지불하셨습니다.");
        System.out.println(customerLee.showCustomerInfo());
        System.out.println(customerKim.getCustomerName() + "님이 " + kimPrice + "원 지불하셨습니다.");
        System.out.println(customerKim.showCustomerInfo());
    }
}

 

출력 결과를 보면 만원짜리 상품을 구입했을 때 등급에 따라 다른 할인율과 포인트 적립이 이루어진다.

그런데 여기에서 customerLee와 customerKim은 모두 Customer형으로 선언되었고, 고객의 자료형은 Customer형으로 동일하지만 할인율과 보너스 포인트는 각 인스턴스의 메서드에 맞게 계산되었다.

즉 상속 관계에 있는 상위 클래스와 하위 클래스는 같은 상위 클래스 자료형으로 선언되어 생성할 수 있지만 재정의된 메서드는 각각 호출될 뿐만 아니라 이름이 같은 메서드가 서로 다른 역할을 구현하고 있음을 알 수 있다.