☕️Java:: 다형성(polymorphism)이란?

다형성이란?

하나의 객체가 여러 가지 타입을 가질 수 있는 것.

자바에서의 다형성은 부모 클래스 타입의 참조 변수로 자식 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 있게 함으로써 구현한다.

(=조상/상위 클래스 타입의 참조변수로 하위/자손 클래스의 인스턴스를 참조할 수 있게 함)

다형성은 상속, 추상화와 더불어 객체 지향 프로그래밍을 구성하는 중요한 특징 중 하나이다.

 

 

 

 

참조 변수의 다형성

자바에서는 다형성을 위해 부모 클래스 타입의 참조 변수로 자식 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 있게 한다.

이때 참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수보다 같거나 적어야 참조가 가능하다.

class Parent { ... }

class Child extends Parent { ... }

...

Parent pa = new Parent(); // 허용

Child ch = new Child();   // 허용

Parent pc = new Child();  // 허용

Child cp = new Parent();  // 오류 발생.

 

특정 타입의 참조 변수로는 당연히 같은 타입의 인스턴스를 참조할 수 있다.

참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수와 같기 때문.

 

그리고 부모 클래스 타입의 참조 변수로도 자식 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 있다.

참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수보다 적기 때문.

 

하지만 반대의 경우인 자식 클래스 타입의 참조 변수로는 부모 클래스 타입의 인스턴스를 참조할 수 없다.

참조 변수가 사용할 수 있는 멤버의 개수가 실제 인스턴스의 멤버 개수보다 많기 때문.

 

 

클래스는 상속을 통해 확장될 수는 있어도 축소될 수는 없으므로,
자식 클래스에서 사용할 수 있는 멤버의 개수가 언제나 부모 클래스와 같거나 많다.

 

 

 

 

 

참조 변수의 타입 변환

자바에서는 참조 변수도 다음과 같은 조건에 따라 타입 변환을 할 수 있다.

 

1. 서로 상속 관계에 있는 클래스 사이에만 타입 변환을 할 수 있습니다.

2. 자식 클래스 타입에서 부모 클래스 타입으로의 타입 변환은 생략할 수 있습니다.

3. 하지만 부모 클래스 타입에서 자식 클래스 타입으로의 타입 변환은 반드시 명시해야 합니다.

 

참조 변수의 타입 변환도 기본 타입의 타입 변환과 마찬가지로 타입 캐스트 연산자(())를 사용한다.

class Parent { ... }

class Child extends Parent { ... }

class Brother extends Parent { ... }

...

Parent pa01 = null;

Child ch = new Child();

Parent pa02 = new Parent();

Brother br = null;



pa01 = ch;          // pa01 = (Parent)ch; 와 같으며, 타입 변환을 생략할 수 있음.

br = (Brother)pa02; // 타입 변환을 생략할 수 없음.

br = (Brother)ch;   // 직접적인 상속 관계가 아니므로, 오류 발생.

 

 

 

 

instanceof 연산자

이러한 다형성으로 인해 런타임에 참조 변수가 실제로 참조하고 있는 인스턴스의 타입을 확인할 필요성이 생긴다.

자바에서는 instanceof 연산자를 제공하여, 참조 변수가 참조하고 있는 인스턴스의 실제 타입을 확인할 수 있도록 한다.

 

class Parent { }

class Child extends Parent { }

class Brother extends Parent { }



public class Polymorphism01 {

    public static void main(String[] args) {

        Parent p = new Parent();

        System.out.println(p instanceof Object); // true

        System.out.println(p instanceof Parent); // true

        System.out.println(p instanceof Child);  // false

        System.out.println();



        Parent c = new Child();

        System.out.println(c instanceof Object); // true

        System.out.println(c instanceof Parent); // true

        System.out.println(c instanceof Child);  // true

    }

}

왼쪽에 전달된 참조 변수가 실제로 참조하고 있는 인스턴스의 타입이 오른쪽에 전달된 클래스 타입이면 true를 반환하고,

아니면 false를 반환한다.

 

만약에 참조 변수가 null을 가리키고 있으면 false를 반환한다.