인터페이스

“자바는 순수 추상 클래스를 더 편리하게 사용할 수 있는 인터페이스라는 기능을 제공합니다.”

순수 추상 클래스

public abstract class AbstractAnimal {
    public abstract void sound();
    public abstract void move();
}

“인터페이스는 class 가 아니라 interface 키워드를 사용하면 됩니다.”

인터페이스

public interface InterfaceAnimal {
    public abstract void sound();
    public abstract void move();
}

인터페이스 - public abstract 키워드 생략 가능

public interface InterfaceAnimal {
    void sound();
    void move();
}

순수 추상 클래스는 다음과 같은 특징을 갖습니다.

• 인스턴스를 생성할 수 없습니다.
• 상속시 모든 메서드를 오버라이딩 해야 합니다.
• 주로 다형성을 위해 사용됩니다.

인터페이스는 앞서 설명한 순수 추상 클래스와 같습니다. 여기에 약간의 편의 기능이 추가 됩니다.

• 인터페이스 메서드는 모두 public, abstract입니다.
• 메서드에 public abstract를 생략할 수 있습니다.(참고로 생략이 권장됩니다.)
• 인터페이스는 다중 구현(다중 상속)을 지원합니다.

인터페이스와 멤버 변수

public interface InterfaceAnimal {
    public static final int MY_PI = 3.14;
}

• 인터페이스에서 멤버 변수는 public, static, final이 모두 포함되었다고 간주됩니다.
  • final은 변수의 값을 한 번 설정하면 수정할 수 없다는 뜻입니다.
  • 자바에서 static final을 사용해 정적이면서 고칠 수 없는 변수를 상수라 하고, 관례상 상수는 대문자에 언더스코어(_)로 구분합니다.

해당 키워드는 다음과 같이 생략할 수 있습니다.(생략이 권장됩니다.)

public interface InterfaceAnimal {
    int MY_PI = 3.14;
}

예제 5

• 클래스 상속 관계는 UML에서 실선을 사용하지만, 인터페이스 구현(상속)관계는 UML에서 점선을 사용합니다.

package poly.ex5;

public class InterfaceMain {

  public static void main(String[] args) {
    // 인터페이스 생성 불가
    // InterfaceAnimal interfaceAnimal = new InterfaceAnimal();

    Cat cat = new Cat();
    Dog dog = new Dog();
    Caw caw = new Caw();

    soundAnimal(cat);
    soundAnimal(dog);
    soundAnimal(caw);
  }

  // 변하지 않는 부분
  private static void soundAnimal(InterfaceAnimal animal) {
    System.out.println("동물 소리 테스트 시작");
    animal.sound();
    System.out.println("동물 소리 테스트 종료");
  }
}

실행 결과

동물 소리 테스트 시작
야옹
동물 소리 테스트 종료

동물 소리 테스트 시작
멍멍
동물 소리 테스트 종료

동물 소리 테스트 시작
음메
동물 소리 테스트 종료

앞서 설명한 순수 추상 클래스 예제와 거의 유사합니다.

• 순수 추상 클래스가 인터페이스가 되었을 뿐입니다.

클래스, 추상 클래스, 인터페이스는 모두 똑같습니다.

• 클래스, 추상 클래스, 인터페이스는 프로그램 코드, 메모리 구조상 모두 똑같습니다.
  • 모두 자바에서는 .class로 로 다루어집니다.
    • 인터페이스를 작성할 때도 .java에 인터페이스를 정의합니다.
• 인터페이스는 순수 추상 클래스와 비슷하다고 생각하면 됩니다.

상속 vs 구현

부모 클래스의 기능을 자식 클래스가 상속 받을 때, 클래스는 상속 받는다고 표현하지만, 부모 인터페이스의 기능을 자식이 상속 받을 때는 인터페이스를 구현한다고 표현합니다.

이렇게 서로 다르게 표현하는 이유를 알아봅시다.

• 상속은 이름 그대로 부모의 기능을 물려 받는 것이 목적입니다.
  • 하지만 인터페이스는 모든 메서드가 추상 메서드입니다.
    • 따라서 물려 받을 수 있는 기능이 없고, 오히려 인터페이스에 정의한 모든 메서드를 자식이 오버라이딩 해서 기능을 구현해야 합니다.
      • 따라서 구현한다고 표현합니다.
• 인터페이스는 메서드 이름만 있는 설계도이고, 이 설계도가 실제 어떻게 작동하는지는 하위 클래스에서 모두 구현해야 합니다.
  • 따라서 인터페이스의 경우 상속이 아니라 해당 인터페이스를 구현한다고 표현합니다.

상속과 구현은 사람이 표현하는 단어만 다를 뿐이지 자바 입장에서는 똑같습니다. 일반 상속 구조와 동일하게 작동합니다.

인터페이스를 사용해야 하는 이유.

모든 메서드가 추상 메서드인 경우 순수 추상 클래스로 만들어도 되고, 인터페이스를 만들어도 됩니다.

그런데 왜 인터페이스를 사용해야 할까요? 단순히 편리하다는 이유를 넘어서 다음과 같은 이유가 있습니다.

• 제약 : 인터페이스를 만드는 이유는 인터페이스를 구현하는 곳에서 인터페이스의 메서드를 반드시 구현하라는 규약(제약)을 주는 것입니다.
  • USB 인터페이스를 생각해봅시다. USB 인터페이스에 맞추어 키보드, 마우스를 개발하고 연결해야 합니다. 그렇지 않으면 작동하지 않습니다.
  • 인터페이스의 규약(제약)은 반드시 구현해야 하는 것입니다.
    • 그런데 순수 추상 클래스의 경우 미래에 누군가 그곳에 실행 가능한 메서드를 끼워 넣을 수 있습니다.
      • 이렇게 되면 추가된 기능을 자식 클래스에서 구현하지 않을 수도 있고, 또 더는 순수 추상 클래스가 아니게 됩니다.
        • 인터페이스는 모든 메서드가 추상 메서드입니다. 따라서 이런 문제를 원천 차단할 수 있습니다.
• 다중 구현 : 자바에서 클래스 상속은 부모를 하나만 지정할 수 있습니다.
  • 반면에 인터페이스는 부모를 여러명 두는 다중 구현(다중 상속)이 가능합니다.

좋은 프로그램은 제약이 있는 프로그램입니다.

참고
자바 8에 등장한 default 메서드를 사용하면 인터페이스도 메서드를 구현할 수 있습니다.
하지만 이것은 예외적으로 아주 특별한 경우에만 사용해야 합니다.
자바 9에서 등장한 인터페이스의 private 메서드도 마찬가지입니다.
지금 학습 단계에서는 이 부분들을 고려하지 않는 것이 좋습니다.
이 부분은 추후에 따로 학습하고 정리할 것 입니다.