[Java] 자바 인터페이스(Interface) 사용

• 이 글은 "자바 온라인 스터디" 내용을 공부하여 작성하였습니다.

인터페이스(Interface)란?

• 현업에서 소스코드 작성 시 클래스를 처음부터 구현하게 된다면 코드의 가독성도 떨어지고 시간도 오래걸릴 것입니다. 또한 팀별로 각각 다른 모듈을 만들 시 팀마다 방법이 다르기 때문에 서로 호환성이 없고 일관성이 떨어지게 됩니다.

• 인터페이스를 통해 기본적으로 구현해야 할 메소드에 대한 규격들을 알려준다면 훨씬 효율적일 것입니다.

• 즉, 인터페이스란 특정 기능을 개발하는데 있어 공통적인 기능을 명시하고 강제적으로 구현하게끔 하는 역할입니다.

• 인터페이스를 사용하게 된다면 자바의 다형성을 이용할 수 있고 이를 통해 유지보수성을 높일 수 있습니다.

인터페이스 정의

public interface Phone {
    int version = 12;

    String getManufacturer();
    String getOS();
}

• 인터페이스는 interface라는 키워드를 사용해서 정의할 수 있습니다.
• 접근제어자로 public 또는 default가 명시될 수 있습니다.
• 인터페이스의 변수의 값은 "public static final" 키워드가 생략된 상수이므로 주어진 값으로만 사용가능 합니다.
• getManufacture과 getOS는 "public abstract" 키워드가 생략된 메소드로 인터페이스를 구현하는 곳에서 오버라이딩을 강제시킵니다.

인터페이스 구현

public class IPhone implements Phone{
    @Override
    public String getManufacturer() {
        return "Apple";
    }

    @Override
    public String getOS() {
        return "MacOS";
    }
}

public class Galaxy implements Phone{
    @Override
    public String getManufacturer() {
        return "Samsung";
    }

    @Override
    public String getOS() {
        return "Android";
    }
}

• 인터페이스 구현은 implements 키워드를 통해 일반 클래스에서 인터페이스를 구현합니다.
• IPhone 클래스와 Galaxy 클래스는 Phone 인터페이스의 규격에 맞게 재정의하고 있습니다.

인터페이스 레퍼런스를 통해 구현체 사용하는 방법

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Phone galaxy= new Galaxy();
        Phone iphone = new IPhone();

        System.out.println(galaxy.getManufacturer());
        System.out.println(galaxy.getOS());

        System.out.println(iphone.getManufacturer());
        System.out.println(iphone.getOS());
    }
}

• 자바의 다형성을 이용하여 인터페이스 참조변수로 다양한 클래스를 표현할 수 있습니다.
• 예시에서 보는 것처럼 Phone 인터페이스 참조변수에 Galaxy 클래스와 IPhone 클래스로 여러 타입의 객체로 참조할 수 있습니다.

인터페이스 상속

• 인터페이스는 다중 상속이 가능하여 여러 인터페이스를 상속받아 하나의 인터페이스를 만들 수 있습니다.
• 이럴경우 모든 인터페이스에 존재하는 메소드를 재정의 해야 합니다.

public interface Phone {
    int version = 12;

    String getManufacturer();
    String getOS();
}

public interface Watch {
    String getAppearance();
}

public interface Device extends Phone,Watch{
}

public class Machine implements Device{
    @Override
    public String getManufacturer() {
        return null;
    }

    @Override
    public String getOS() {
        return null;
    }

    @Override
    public String getAppearance() {
        return null;
    }
}

• Phone과 Watch 인터페이스를 상속받은 Device 인터페이스를 생성하였습니다.
• Device 인터페이스를 구현하는 일반 클래스에서는 Phoen 인터페이스와 Watch 인터페이스에 있는 메소드들을 모두 구현해야만 합니다.

인터페이스 기본 메소드(Default Method)

• 자바 8 이전의 인터페이스에를 정의할 때는 메소드를 선언만 할 뿐 내부에서 구현되는 코드는 없었습니다.
• 하지만 자바 8 이후 default 메소드를 이용하면 인터페이스 내부에서 코드가 존재할 수 있었습니다.
• default 메소드는 오버라이딩이 강제적이 아닌 선택적이라서 오버라이딩을 하지 않을 시 기본 구현된 코드가 실행됩니다.
• default 키워드는 무조건 명시해야 합니다.
• 하위호환성을 위해 주로 사용한다고 합니다.

public interface Phone {
    int version = 12;

    String getManufacturer();
    String getOS();

    default void printRing(){
        System.out.println("Sound : Ring Ring~~");
    }
}

public class Galaxy implements Phone{
    @Override
    public String getManufacturer() {
        return "Samsung";
    }

    @Override
    public String getOS() {
        return "Android";
    }

    @Override
    public void printRing() {
        System.out.println("Sound : Ring~~~~~~~");
    }
}

• Phone 인터페이스에 printRing이라는 default 메소드를 만들었습니다.
• 인터페이스를 구현하는 클래스에서 선택적으로 오버라이딩을 할 수 있고 Galaxy 클래스에서는 재정의를, Iphone 클래스에서는 그대로 사용하였습니다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Phone galaxy= new Galaxy();
        Phone iphone = new IPhone();

        System.out.println(galaxy.getManufacturer());
        System.out.println(galaxy.getOS());
        galaxy.printRing();

        System.out.println();
        System.out.println(iphone.getManufacturer());
        System.out.println(iphone.getOS());
        iphone.printRing();

    }
}

인터페이스 static 메소드(자바 8)

• 자바 8이후에 default 메소드와 마찬가지로 static method도 추가되었습니다.
• static method는 인스턴스 생성 없이 인터페이스 이름을 통해서 직접 메소드 호출이 가능합니다.
• 인터페이스를 구현하는 클래스에서 재정의가 불가능합니다.

public interface Phone {
    int version = 12;

    String getManufacturer();
    String getOS();

    default void printRing(){
        System.out.println("Sound : Ring Ring~~");
    }

    static void printUser(String user){
        System.out.println("User : "+user);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Phone galaxy= new Galaxy();
        Phone iphone = new IPhone();

        System.out.println(galaxy.getManufacturer());
        System.out.println(galaxy.getOS());
        galaxy.printRing();


        System.out.println();
        System.out.println(iphone.getManufacturer());
        System.out.println(iphone.getOS());
        iphone.printRing();

        // static 메소드 사용
        Phone.printUser("Hong Gil Dong");
    }
}

인터페이스 private 메소드(자바 9)

• 자바 8 이후 인터페이스 내부에서 코드를 구현하는 것이 추가되었습니다.
• 코드 구현 시 복잡한 코드를 한 번에 구현하는 것보다는 작은 메소드를 작성하여 복잡한 메소드를 구현하는 것이 재사용, 유지보수 측면에서 효율적입니다.
• private 메소드를 이용하여 작은 메소드를 구현하되 외부에서 볼 수 없고 사용할 수 없도록 할게 만드는 메소드입니다.

public interface Phone {
    int version = 12;

    String getManufacturer();
    String getOS();

    default void printRing(){
        // private 메소드 사용
        printInfo();
        System.out.println("Sound : Ring Ring~~");
    }

    static void printUser(String user){
        // static private 메소드 사용
        getUser(user);
    }

    private void printInfo(){
        System.out.println("Print Information");
    }

    private static void getUser(String user){
        System.out.println("User : "+user);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Phone galaxy= new Galaxy();
        Phone iphone = new IPhone();

        System.out.println(galaxy.getManufacturer());
        System.out.println(galaxy.getOS());
        galaxy.printRing();


        System.out.println();
        System.out.println(iphone.getManufacturer());
        System.out.println(iphone.getOS());
        iphone.printRing();

        Phone.printUser("Hong Gil Dong");
    }
}

추상클래스와 인터페이스 비교

• 인터페이스는 특정 기능을 구현하기 위한 필수 규격을 주는 것으로 추상클래스는 미완성 설계도, 인터페이스는 기본 설계도라고 보시면 됩니다.

• 모든 클래스를 인터페이스를 사용한다면 공통된 기능을 모두 구현해야 하기 때문에 번거로운 작업입니다. 이럴경우 추상클래스를 이용해야 합니다.

• 하지만, 추상클래스만 사용하기에는 다중상속이 불가하기 때문에 각각 다른 추상클래스를 구현하는데 공통된 기능이 존재할 경우는 인터페이스가 필요합니다.

• 참조(https://myjamong.tistory.com/1500)