> **Keywords**: 인터페이스, 추상 클래스, 자바, 다중 상속, 유연성, 확장성, 디자인 원칙 # 인터페이스 사용을 선호하는 이유 ## 들어가기 전에 알아야 할 내용 자바 프로그래밍에서 '인터페이스'와 '추상 클래스'는 다형성을 구현하는 중요한 도구입니다. 각 도구는 사용 방법과 적용 시점에 차이가 있는데, 이 차이를 이해하면 효과적인 코드 설계로 이어질 수 있습니다. ### 인터페이스와 추상 클래스의 차이 | 특징 | 인터페이스 | 추상 클래스 | |----------|------------------------------------|-----------------------------------| | 목적 | 클래스가 구현해야 할 계약 정의 | 공통 기능의 부분적 구현 제공 | | 메서드 | 추상 메서드와 디폴트 메서드, 스태틱 메서드 | 구현된 메서드와 추상 메서드 | | 상속 | 다중 구현 가능 | 단일 상속만 가능 | | 다형성 | 높음 | 중간 정도 | | 유연성 | 높음 | 중간 정도 | ## 왜 그래야 하는가? ### 단일 상속의 제약 추상 클래스의 단일 상속 제약은 코드 재사용을 제한한다. 예를 들어, `Bird` 클래스가 `Animal` 클래스를 상속받고 있을 때, `Flying` 기능을 추가로 상속받을 수 없다. ```java abstract class Animal { abstract void eat(); } abstract class Flying { abstract void fly(); } class Bird extends Animal { @Override void eat() { // 구현 } } ``` ### 코드 재사용성 문제 추상 클래스의 특정 메서드가 필요하지 않아도 상속받아야 한다는 점은 코드의 복잡성을 높일 수 있다. ```java public abstract class Animal { void breathe() { // 기본 구현 } } public class Fish extends Animal { // Fish에는 불필요한 breathe 메서드가 상속된다. } ``` ### 확장성과 유연성의 제한 추상 클래스는 미리 정의된 구조를 변경하지 않고서는 확장하기 어렵다. 이는 새로운 기능을 추가하거나 변경하는 것을 어렵게 만들며, 유지보수와 테스트의 복잡성을 높인다. ## 이래서 그렇다. ### 예시 1: 다중 기능의 필요성 `Bird` 클래스가 이미 `Animal` 클래스를 상속받고 있다고 가정한다면, '날기'와 '수영하기' 기능을 제공하는 추상 클래스를 추가로 상속받는 것은 불가능하다. ### 예시 2: 불필요한 메서드의 상속 추상 클래스 `Flying`에는 `fly`와 `land` 메서드가 포함되어 있다고 가정한다면, 특정 새가 `land`를 다르게 처리해야 하는 경우, `land` 메서드의 기본 구현은 사용되지 않거나 재정의되어야 한다. ### 예시 3: 확장성의 제한 공유 자전거 시스템을 설계할 때, 모든 자전거는 기본적인 기능을 공유하지만 일부는 GPS 추적 기능을 필요로 할 수 있다. 추상 클래스를 활용하면 유연성이 제한될 수 있다. ## 그렇다면 어떻게? ### 인터페이스의 다중 구현 인터페이스는 다중 구현을 지원한다. 예를 들어, `Bird` 클래스는 `Animal`을 상속받으면서 `Flyable`과 `Swimmable`을 구현할 수 있다. ```java interface Flyable { void fly(); } interface Swimmable { void swim(); } class Bird extends Animal implements Flyable, Swimmable { @Override public void fly() { // 구현 } @Override public void swim() { // 구현 } } ``` ### 코드의 유연성과 모듈성 향상 인터페이스를 사용하면 `Bird` 클래스는 필요에 따라 인터페이스를 구현하거나, 새로운 행동을 추가할 때 쉽게 인터페이스를 구현할 수 있다. ### 동적인 기능 추가 인터페이스를 사용하면 특정 조건에서만 `Flyable` 기능을 `Bird` 객체에 추가할 수 있다. ### 설계의 일관성 유지 인터페이스를 통한 구현은 설계의 일관성을 유지하는 데 도움을 준다. 개발자는 기존 클래스 구조를 변경하지 않고도 새로운 기능을 추가하거나 기존 기능을 수정할 수 있다. ## 그렇게 한다면 뭐가 좋은가? ### 1. 유연성과 확장성의 증대 인터페이스를 통해 새로운 기능이 필요할 때 기존 클래스 구조를 변경하지 않고도 기능을 확장할 수 있다. ### 2. 향상된 테스트 용이성 인터페이스는 모의 구현(Mock Implementation)을 사용하여 실제 구현을 대체할 수 있도록 해 테스트 용이성을 높인다. ### 3. 더 나은 코드 관리와 유지보수 인터페이스를 구현하는 클래스의 내부 구현이 변경되더라도, 인터페이스 자체는 변경되지 않아 기존 코드는 영향을 받지 않는다. ### 4. 소프트웨어 설계 원칙의 적용 인터페이스 사용은 개방/폐쇄 원칙(Open/Closed Principle)과 인터페이스 분리 원칙(Interface Segregation Principle)을 준수하는 데 기여한다. ## 자세한 예시 (해결책을 도입한 자세한 예시) 인터페이스를 사용하여 문제를 해결하고 유연하고 확장 가능한 코드를 작성하는 구체적인 예시를 살펴보자. 아래는 자바에서 인터페이스를 활용하여 다양한 동물의 행동을 모델링하는 예시이다. ### 시나리오 다양한 동물들이 있고, 각각 다른 행동을 수행할 수 있다고 가정해보자. 예를 들어, 일부 동물은 날 수 있고, 일부는 수영할 수 있으며, 다른 일부는 지상에서 달릴 수 있다. 이러한 행동을 효율적으로 모델링하려면 각 행동을 별도의 인터페이스로 정의하고, 각 동물 클래스가 필요한 인터페이스를 구현하게 할 수 있다. ### 인터페이스 정의 ```java interface Flyable { void fly(); } interface Swimmable { void swim(); } interface Runnable { void run(); } ``` ### 동물 클래스 구현 ```java class Duck implements Flyable, Swimmable, Runnable { @Override public void fly() { System.out.println("Duck is flying"); } @Override public void swim() { System.out.println("Duck is swimming"); } @Override public void run() { System.out.println("Duck is running"); } } class Fish implements Swimmable { @Override public void swim() { System.out.println("Fish is swimming"); } } class Horse implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println("Horse is running"); } } ``` ### 행동의 동적 추가 인터페이스를 사용하면 시스템의 요구사항이 변화함에 따라 새로운 행동을 쉽게 추가하거나 기존 행동을 수정할 수 있다. 예를 들어, 미래에 '점프'하는 기능이 필요하다면, 다음과 같이 `Jumpable` 인터페이스를 추가하고 관련 동물에 구현할 수 있다. ```java interface Jumpable { void jump(); } class Rabbit implements Runnable, Jumpable { @Override public void run() { System.out.println("Rabbit is running"); } @Override public void jump() { System.out.println("Rabbit is jumping"); } } ``` ### 예시의 이점 이 예시에서 각 동물은 자신의 특성에 맞게 여러 인터페이스를 구현하며, 각 인터페이스는 독립적으로 관리될 수 있다. 이 구조는 개발자가 시스템을 유연하게 확장하고, 특정 기능의 변경이 다른 부분에 영향을 미치지 않도록 하는데 도움을 준다. 또한, 코드의 재사용성과 유지보수성이 증가하며, 테스트가 용이해진다. 이처럼 인터페이스를 활용하면 소프트웨어의 확장성, 유연성 및 유지보수성을 크게 향상시킬 수 있으며, 다양한 기능과 행동의 조합을 효과적으로 관리할 수 있다고 한다. > **추가적으로 학습 해볼 내용** > - 디폴트 메서드와 자바 인터페이스의 진화 > - SOLID 디자인 원칙 중 인터페이스 분리 원칙(ISP)과 개방-폐쇄 원칙(OCP)의 적용 > - 인터페이스와 추상 클래스 선택에 대한 더 깊은 논의