[OOP] 런타임 다형성

출처

ChatGPT

---

런타임 다형성(Polymorphism)은 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념 중 하나로, 프로그래미 실행 중에 객체가 상위 클래스 또는 인터페이스의 메소드를 호출할 때, 실제로 어떤 클래스의 메소드가 실행될지를 결정하는 기능을 말한다.

 

런타임 다형성의 개념

런타임 다형성은 주로 상속(Inheritance)과 인터페이스(Interface)를 통해 구현된다. 상위 클래스(또는 인터페이스)의 참조 변수를 사용해 하위 클래스의 메소드를 호출할 수 있으며, 호출된 메소드는 참조 변수가 가리키는 객체의 실제 타입에 따라 결정된다.

구현방법

1. 상속을 통한 다형성

• 하위 클래스는 상위 클래스의 메소드를 오버라이드한다.
• 상위 클래스의 참조 변수는 하위 클래스의 객체를 가리킬 수 있다.
• 메소드가 호출될 때, 실제 객체의 타입에 따라 해당 메소드가 실행된다.

class Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("Some generic animal sound");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    void makeSound() {
        System.out.println("Bark");
    }
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    void makeSound() {
        System.out.println("Meow");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal myDog = new Dog();  // 런타임 시에 Dog의 메소드가 호출됨
        Animal myCat = new Cat();  // 런타임 시에 Cat의 메소드가 호출됨

        myDog.makeSound();  // "Bark"
        myCat.makeSound();  // "Meow"
    }
}

 

Animal 클래스의 참조 변수를 사용해 Dog와 Cat 객체를 생성하고 makeSound 메소드를 호출할 때, 각각 Dog와 Cat의 오버라이드된 메소드가 실행된다.

 

2. 인터페이스를 통한 다형성

• 인터페이스는 메소드의 시그니처만 정의하고, 구현은 이를 상속하는 클래스에서 제공한다.
• 인터페이스 타입의 참조 변수가 이를 구현한 객체를 가리키고, 메소드를 호출하면 실제 객체의 구현된 메소드가 실행된다.

interface Animal {
    void makeSound();
}

class Dog implements Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Bark");
    }
}

class Cat implements Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Meow");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal myDog = new Dog();  // 런타임 시에 Dog의 메소드가 호출됨
        Animal myCat = new Cat();  // 런타임 시에 Cat의 메소드가 호출됨

        myDog.makeSound();  // "Bark"
        myCat.makeSound();  // "Meow"
    }
}

 

런타임 다형성의 동작 방식

동적 바인딩

런타임 다형성은 컴파일 시점이 아닌 실행 시점에 실제 메소드가 결정되는 동적 바인딩을 통해 실현된다. 즉, 컴파일러는 참조 변수가 가리킬 수 있는 메소드가 있다는 것만 알고 있으며, 어떤 메소드가 호출될지는 런타임에 객체의 타입에 따라 결정된다.

• 관련 글 -> [OOP] 동적 바인딩

메소드 오버라이딩

런타임 다형성은 메소드 오버라이딩을 통해 구현된다. 부모 클래스의 메소드를 하위 클래스에서 재정의(오버라이딩)함으로써, 동일한 메소드 호출이 다르게 동작할 수 있다.

 

장점

1. 코드 재사용성

동일한 코드로 다양한 객체를 처리할 수 있어 코드의 재사용성이 높아진다.

2. 유연성

시스템이 확장되거나 변경될 때 코드 수정이 최소화된다. 새로운 클래스가 추가되더라도 기존 코드를 수정할 필요 없이 기존 ㄴ구조를 사용할 수 있다.

3. 유지보수성

코드가 변경되더라도 유지보수와 관리가 쉬워진다.

단점

1. 성능 저하

동적 바인딩은 런타임에 메소드를 결정하기 때문에, 정적 바인딩에 비해 성능이 떨어질 수 있다.

2. 디버깅의 어려움

실행 시점에 메소드가 결정되기 때문에, 디버깅 시 어떤 메소드가 호출될지 예측하기 어렵다.

정리

런타임 다형성은 객체 지향 프로그래밍에서 강력한 개념으로, 상위 클래스 또는 인터페이스 타입을 통해 다양한 하위 클래스 객체를 처리할 수 있게 해준다. 이로 인해 코드는 더욱 유연해지고 유지보수가 쉬워진다. 다만, 실행 시점에 메소드를 결정하는 동적 바인딩으로 인해 성능 저하나 디버깅의 어려움이 있을 수 있으므로, 이를 염두에 두고 사용해야 한다.