요약

한 사람이 운전면허와 요리사 자격증을 함께 가질 수 있듯, 클래스 하나가 메서드 목록 여러 개를 한꺼번에 맡을 수 있다. 목록끼리도 물려받을 수 있어서, 작은 목록 둘을 합친 큰 목록을 만들 수 있다. 대신 맡은 목록에 적힌 것은 물려받은 것까지 하나도 빠짐없이 만들어야 한다. 그리고 같은 객체라도 어느 목록의 이름으로 부르느냐에 따라 시킬 수 있는 일이 그 목록에 적힌 것으로 줄어든다.

예시로 보기

클래스는 부모를 하나만 둘 수 있다(상속). 그러면 스마트 TV처럼 “리모컨으로 켠다”와 “검색한다”를 둘 다 해야 하는 물건을 만들 때 곤란하다. 두 기능을 한 부모에 억지로 몰아넣으면, 검색 기능이 없는 조명까지 검색 메서드를 떠안는다.

인터페이스는 여러 개를 한꺼번에 맡을 수 있다.

interface RemoteControl { void turnOn(); }
interface Searchable { void search(String url); }

class SmartTelevision implements RemoteControl, Searchable {
    @Override
    public void turnOn() { System.out.println("Turn on TV"); }
    @Override
    public void search(String url) { System.out.println("Search: " + url); }
}

SmartTelevision tv = new SmartTelevision();
RemoteControl rc = tv;
Searchable sc = tv;
rc.turnOn();
sc.search("java");
System.out.println(rc == sc);

Turn on TV
Search: java
true

객체는 하나다. rc == sc가 true인 것이 그 증거다. 같은 객체를 rc로 보면 켜는 버튼만 보이고, sc로 보면 검색 버튼만 보인다. rc.search("java")는 컴파일 오류다.

검증: 위 출력, InterfaceA·B·C 예제 출력, 디폴트 메서드 충돌을 푼 Robot의 출력, 카드 C3 — 27_java-interface-inheritance_impl.java

정의

다중 구현

구현 클래스는 인터페이스를 여러 개 구현할 수 있다. implements 뒤에 쉼표로 이어 적는다. 구현 클래스는 각 인터페이스의 추상 메서드를 모두 다시 정의해야 한다.

public class ImplementingClass implements InterfaceA, InterfaceB {
}

부모 클래스도 함께 둘 때는 extends를 먼저, implements를 나중에 쓴다. class X implements I extends P처럼 순서를 바꾸면 '{' expected 오류다1.

class Duck extends Bird implements Flyable, Swimmable { ... }

인터페이스 상속

인터페이스도 다른 인터페이스를 물려받을 수 있다. 클래스와 달리 부모를 여러 개 둘 수 있다. extends 뒤에 물려받을 인터페이스를 쉼표로 이어 적는다.

public interface ChildInterface extends ParentInterface1, ParentInterface2 { ... }
  • 자식 인터페이스의 구현 클래스는 자식 인터페이스의 메서드뿐 아니라 부모 인터페이스들의 추상 메서드까지 모두 다시 정의해야 한다.
  • 구현 객체는 자식 인터페이스 변수에도, 부모 인터페이스 변수에도 넣을 수 있다.

변수 타입이 부를 수 있는 메서드를 정한다

인터페이스 셋으로 확인해 본다.

interface InterfaceA { void methodA(); }
interface InterfaceB { void methodB(); }
interface InterfaceC extends InterfaceA, InterfaceB {
    void methodC();
}

class InterfaceCImpl implements InterfaceC {
    public void methodA() { System.out.println("methodA"); }
    public void methodB() { System.out.println("methodB"); }
    public void methodC() { System.out.println("methodC"); }
}

classDiagram
    class InterfaceA {
        <<interface>>
        +methodA()
    }
    class InterfaceB {
        <<interface>>
        +methodB()
    }
    class InterfaceC {
        <<interface>>
        +methodC()
    }
    class InterfaceCImpl {
        +methodA()
        +methodB()
        +methodC()
    }
    InterfaceA <|-- InterfaceC : extends
    InterfaceB <|-- InterfaceC : extends
    InterfaceC <|.. InterfaceCImpl : implements

InterfaceC는 자기 메서드 하나에 물려받은 둘을 더해 세 메서드를 가진다. 그래서 InterfaceCImpl은 셋을 다 채운다.

InterfaceCImpl impl = new InterfaceCImpl();로 만든 객체 하나를 세 가지 변수에 넣어 본다.

변수 methodA() methodB() methodC()
InterfaceA ia = impl; 된다 컴파일 오류 컴파일 오류
InterfaceB ib = impl; 컴파일 오류 된다 컴파일 오류
InterfaceC ic = impl; 된다 된다 된다

ia.methodB()가 오류인 까닭은 객체에 methodB가 없어서가 아니다. 객체에는 있다. 컴파일러가 변수의 타입 InterfaceA에 적힌 목록만 보기 때문이다. 오류 메시지는 cannot find symbol이다.

디폴트 메서드가 겹칠 때

두 인터페이스가 이름과 매개변수가 같은 디폴트 메서드를 가지면, 둘을 함께 구현한 클래스는 어느 몸통을 쓸지 정할 수 없다. 컴파일러는 types Walker and Talker are incompatible 오류를 낸다. 구현 클래스가 그 메서드를 직접 다시 정의하면 풀린다. 원래 몸통은 인터페이스이름.super.메서드()로 부른다1.

interface Walker { default void hello() { System.out.println("Walker hello"); } }
interface Talker { default void hello() { System.out.println("Talker hello"); } }

class Robot implements Walker, Talker {
    @Override
    public void hello() {
        Walker.super.hello();
        Talker.super.hello();
        System.out.println("Robot hello");
    }
}

new Robot().hello()는 Walker hello, Talker hello, Robot hello를 차례로 찍는다.

활용

  • 구현: 27_java-interface-inheritance_impl.java
  • 흔한 실수: 부모 인터페이스의 메서드를 빠뜨리는 것. InterfaceC만 보고 methodC만 채우면 is not abstract and does not override abstract method methodA() in InterfaceA 오류가 난다. 오류 메시지 끝의 in InterfaceA가 어느 목록의 메서드인지 알려 준다1.
  • 클래스에는 부모를 여럿 두지 못하게 하고 인터페이스에는 허락한 까닭: 두 부모가 같은 이름의 필드나 몸통 있는 메서드를 물려주면 어느 것을 쓸지 정할 수 없다. 인터페이스는 객체마다 다른 값을 담는 필드가 없고 추상 메서드에는 몸통이 없어서 이런 충돌이 거의 없다. 남는 충돌이 위의 디폴트 메서드이고, 그때는 컴파일러가 직접 고르라고 시킨다1.

연결

확인 문제

C1 본문의 InterfaceA, InterfaceB, InterfaceC가 있고 구현 클래스에 extra()가 하나 더 있다. (가)~(바) 가운데 컴파일 오류가 나는 줄을 모두 고르고 이유를 쓰라. 
class Impl implements InterfaceC {
    public void methodA() { }
    public void methodB() { }
    public void methodC() { }
    public void extra() { }
}
// main 안에서
Impl impl = new Impl();
InterfaceA ia = impl;      // (가)
ia.methodB();              // (나)
InterfaceC ic = impl;
ic.methodA();              // (다)
ic.extra();                // (라)
InterfaceB ib = ic;        // (마)
InterfaceC ic2 = ia;       // (바)

답: (나), (라), (바).
이유: (나) InterfaceA에는 methodB가 없다. (라) extra는 Impl에만 있고 InterfaceC의 목록에 없다. (바) 부모 인터페이스 타입을 자식 인터페이스 변수에 그냥 넣을 수 없다. InterfaceA를 구현한 객체가 모두 InterfaceC를 구현한 것은 아니기 때문이다. (다)는 InterfaceC가 methodA를 물려받아서 되고, (마)는 자식 인터페이스를 부모 인터페이스 변수에 넣는 것이라 된다.

C2 InterfaceC를 구현하는 클래스가 methodC뿐 아니라 methodA, methodB까지 채워야 하는 이유를 쓰라.

답: InterfaceC는 InterfaceA, InterfaceB를 물려받아 세 메서드를 모두 가진 목록이다. InterfaceC ic = impl; 뒤에 ic.methodA()를 부를 수 있어야 하므로 객체에 그 몸통이 꼭 있어야 한다.
이유: 구현 객체는 부모 인터페이스 변수에도 들어간다. InterfaceA ia = impl;로 넣고 ia.methodA()를 불렀는데 몸통이 없으면 실행할 것이 없다.

C3 본문의 InterfaceCImpl이 있을 때 이 코드의 출력은? 
InterfaceC ic = new InterfaceCImpl();
InterfaceA ia = ic;
ia.methodA();
ic.methodC();
System.out.println(ia instanceof InterfaceB);

답:

methodA
methodC
true

이유: ia와 ic는 같은 객체를 가리킨다. instanceof는 변수의 타입이 아니라 들어 있는 객체를 본다. 그 객체는 InterfaceCImpl이고 InterfaceB도 구현했으므로 true다. 흔한 오답은 “ia는 InterfaceA 타입이니 false“다.

  1. JDK 21에서 직접 컴파일하고 실행해 확인했다(Java Language Specification §8.1.5, §8.4.8.4, §15.12.3). ↩ ↩2 ↩3 ↩4