[C#] 다형성

다형성은 객체 지향 프로그래밍의 중요한 특성 중 하나로, 하나의 인터페이스나 부모 클래스를 사용하여 다양한 하위 클래스의 객체를 다룰 수 있는 능력을 말합니다. 이를 통해 코드의 유연성이 높아지고, 동일한 인터페이스를 가진 객체들을 통일적으로 다룰 수 있습니다. 다형성은 크게 두 가지 형태로 나눌 수 있습니다. 컴파일 타임 다형성과 런타임 다형성입니다.

 

컴파일 타임 다형성 (Compile-Time Polymorphism)

컴파일 타임 다형성은 메서드 오버로딩과 관련이 있습니다. 같은 메서드 이름을 가지고 있지만 매개변수의 개수나 타입이 다르게 정의된 메서드를 호출할 때 컴파일러가 어떤 메서드를 호출할지 결정하는 다형성의 형태입니다.

public class Calculator
{
    public int Add(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }

    public double Add(double a, double b)
    {
        return a + b;
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Calculator calculator = new Calculator();

        int result1 = calculator.Add(1, 2);        // int 타입 메서드 호출
        double result2 = calculator.Add(1.5, 2.5); // double 타입 메서드 호출
    }
}

 

런타임 다형성 (Runtime Polymorphism)

런타임 다형성은 상속과 인터페이스를 기반으로 합니다. 부모 클래스나 인터페이스를 이용해 여러 하위 클래스를 통일적으로 다룰 수 있습니다. 가장 흔한 형태로는 메서드 오버라이딩을 사용하는 가상 메서드를 통해 구현됩니다.

public class Shape
{
    public virtual void Draw()
    {
        Console.WriteLine("Drawing a shape");
    }
}

public class Circle : Shape
{
    public override void Draw()
    {
        Console.WriteLine("Drawing a circle");
    }
}

public class Rectangle : Shape
{
    public override void Draw()
    {
        Console.WriteLine("Drawing a rectangle");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Shape shape1 = new Circle();
        Shape shape2 = new Rectangle();

        shape1.Draw(); // 동적 바인딩에 의해 Circle 클래스의 Draw 메서드 호출
        shape2.Draw(); // 동적 바인딩에 의해 Rectangle 클래스의 Draw 메서드 호출
    }
}

위의 예제에서 Shape 클래스의 Draw 메서드는 가상 메서드로 선언되어 있습니다. 이를 상속받은 Circle와 Rectangle 클래스에서는 각각 오버라이딩하여 자신의 동작을 정의합니다. Main 메서드에서는 Shape 타입의 변수로 Circle과 Rectangle을 참조하고 있습니다. 이는 런타임에서 동적으로 어떤 클래스의 메서드를 호출할지 결정되는 다형성의 예시입니다.

 

다형성의 장점

1. 유연성과 확장성: 다형성을 사용하면 새로운 클래스를 추가하거나 기존 클래스를 변경하지 않고도 코드에 새로운 기능을 추가할 수 있습니다. 새로운 하위 클래스를 만들어 부모 클래스의 메서드를 오버라이드하면 됩니다.

2. 코드의 가독성 향상: 동일한 인터페이스를 공유하는 다양한 객체들을 동일한 방식으로 다룰 수 있어 코드의 가독성이 향상됩니다. 유사한 동작을 하는 객체들을 통일된 인터페이스로 다룰 수 있기 때문입니다.

3. 유지보수 용이성: 코드가 유연하고 확장 가능하게 작성되면, 새로운 요구사항이나 변경사항이 발생해도 기존 코드를 건드리지 않고 새로운 클래스를 추가하거나 수정할 수 있습니다.

 

다형성의 예시: 컬렉션 활용

public class Animal
{
    public virtual void MakeSound()
    {
        Console.WriteLine("Some generic sound");
    }
}

public class Dog : Animal
{
    public override void MakeSound()
    {
        Console.WriteLine("Bark! Bark!");
    }
}

public class Cat : Animal
{
    public override void MakeSound()
    {
        Console.WriteLine("Meow!");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        List<Animal> animals = new List<Animal>
        {
            new Dog(),
            new Cat(),
            new Dog()
        };

        foreach (Animal animal in animals)
        {
            animal.MakeSound(); // 다형성에 의해 각 객체의 실제 타입에 따라 적절한 MakeSound() 메서드가 호출됨
        }
    }
}

위의 예시에서 Animal 클래스를 상속받은 Dog와 Cat 클래스는 각각 자신만의 MakeSound 메서드를 오버라이드합니다. 이 객체들을 리스트에 담아서 반복문을 통해 동일한 인터페이스로 다룰 수 있습니다. 이때, 다형성에 의해 각 객체의 실제 타입에 맞게 적절한 메서드가 호출됩니다.

 

다형성은 객체 지향 프로그래밍의 핵심 원리 중 하나로, 코드의 재사용성과 유연성을 높여주어 복잡한 소프트웨어 시스템에서 효율적인 개발을 가능케 합니다.