[C#] 추상 클래스

추상 클래스(Abstract Class)는 클래스의 일종으로, 일반적인 클래스와는 달리 추상 메서드를 포함할 수 있습니다. 추상 메서드는 선언만 있고 구체적인 구현이 없는 메서드로, 이를 상속받는 하위 클래스에서 반드시 구현되어야 합니다. C#에서는 abstract 키워드를 사용하여 추상 클래스를 정의합니다.

 

추상 클래스의 정의

public abstract class Shape
{
    public abstract void Draw(); // 추상 메서드
}

위의 예제에서 Shape 클래스는 추상 클래스로 선언되어 있습니다. 이 클래스에는 추상 메서드인 Draw가 선언되어 있습니다.

 

추상 클래스의 구현

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");
    }
}

Circle과 Rectangle 클래스는 Shape 클래스를 상속받고, 추상 메서드인 Draw를 반드시 구현하고 있습니다. 이렇게 추상 클래스를 상속받는 클래스에서는 추상 메서드를 반드시 구현해야 합니다.

 

추상 클래스의 사용

class Program
{
    static void Main()
    {
        Shape circle = new Circle();
        Shape rectangle = new Rectangle();

        circle.Draw();    // 동적 바인딩에 의해 Circle 클래스의 Draw 메서드 호출
        rectangle.Draw(); // 동적 바인딩에 의해 Rectangle 클래스의 Draw 메서드 호출
    }
}

위의 예제에서 Shape 타입의 변수에는 Circle 또는 Rectangle 객체를 할당할 수 있습니다. 이를 통해 추상 클래스를 사용하면 동일한 인터페이스를 가진 다양한 하위 클래스를 효과적으로 다룰 수 있습니다.

 

추상 클래스의 특징

1. 추상 메서드: 추상 클래스는 추상 메서드를 포함할 수 있으며, 이를 상속받는 하위 클래스에서 반드시 구현해야 합니다.

2. 일반 메서드: 추상 클래스는 일반 메서드(구현이 있는 메서드)도 포함할 수 있습니다. 이 메서드는 하위 클래스에서 추가 구현 또는 오버라이드가 가능합니다.

3. 인스턴스 생성 불가: 추상 클래스는 직접적으로 인스턴스를 생성할 수 없습니다. 추상 클래스는 주로 상속을 통해 하위 클래스에서 사용되기 위해 설계됩니다.

4. 구조와 동작의 일관성: 추상 클래스를 사용하면 여러 클래스에서 동일한 구조와 동작을 가지도록 일관성 있는 디자인을 유지할 수 있습니다.

 

추상 클래스는 일반적으로 여러 클래스 간에 공통된 특징을 추상화하여 코드의 일관성을 유지하고, 하위 클래스에서 각각의 특화된 동작을 구현할 때 활용됩니다.

 

추상 프로퍼티

추상 클래스에서는 추상 프로퍼티도 정의할 수 있습니다. 추상 프로퍼티는 추상 메서드와 유사하게 하위 클래스에서 반드시 구현되어야 하는 프로퍼티입니다.

public abstract class Shape
{
    public abstract double Area { get; } // 추상 프로퍼티

    public abstract void Draw(); // 추상 메서드
}

위의 예제에서 Area는 추상 프로퍼티로, 이를 상속받는 하위 클래스에서 반드시 구현되어야 합니다.

 

추상 클래스의 일반 메서드

추상 클래스는 추상 메서드뿐만 아니라 구현이 있는 일반 메서드도 가질 수 있습니다. 이 일반 메서드들은 하위 클래스에서 추가적인 구현이나 오버라이드가 가능합니다.

public abstract class Shape
{
    public abstract double Area { get; } // 추상 프로퍼티

    public abstract void Draw(); // 추상 메서드

    public void DisplayInfo()
    {
        Console.WriteLine($"Area: {Area}");
    }
}

위의 예제에서 DisplayInfo는 구현이 있는 일반 메서드로, 하위 클래스에서 별도의 구현이 필요하지 않습니다.

 

추상 클래스의 활용 예시

public class Circle : Shape
{
    public double Radius { get; set; }

    public override double Area => Math.PI * Math.Pow(Radius, 2);

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

public class Rectangle : Shape
{
    public double Width { get; set; }
    public double Height { get; set; }

    public override double Area => Width * Height;

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

Circle과 Rectangle 클래스는 Shape 추상 클래스를 상속받아 Area 프로퍼티와 Draw 메서드를 구현하고 있습니다. 이를 통해 각 도형의 특성에 맞게 메서드와 프로퍼티를 구현할 수 있습니다.

class Program
{
    static void Main()
    {
        Shape circle = new Circle { Radius = 5 };
        Shape rectangle = new Rectangle { Width = 4, Height = 6 };

        circle.Draw();
        circle.DisplayInfo();

        rectangle.Draw();
        rectangle.DisplayInfo();
    }
}

이러한 추상 클래스의 구조를 통해 도형을 표현하는 다양한 클래스들을 일관된 인터페이스로 다룰 수 있습니다. 추상 클래스는 유연하고 일관된 디자인을 제공하여 객체 지향 프로그래밍에서 효과적으로 사용됩니다.

 

추상 클래스 vs. 인터페이스

추상 클래스와 인터페이스는 모두 코드의 재사용성과 일관성을 높이기 위해 사용되는 객체 지향 프로그래밍의 중요한 요소입니다. 각각의 특징과 사용 시 고려해야 할 점을 살펴보겠습니다.

 

1. 추상 클래스 (Abstract Class)

추상 클래스는 단일 상속만 허용: 클래스는 하나의 추상 클래스만 상속할 수 있습니다. C#에서는 클래스가 추상 클래스를 상속받을 때 다른 클래스를 동시에 상속받을 수 없습니다.

일반 메서드 및 프로퍼티 구현이 가능: 추상 클래스는 추상 메서드 외에도 구현이 있는 일반 메서드와 프로퍼티를 가질 수 있습니다.

추상 클래스는 인스턴스 생성 불가: 직접적으로 추상 클래스의 인스턴스를 생성할 수 없습니다. 추상 클래스는 주로 상속을 위한 베이스 클래스로 사용됩니다.

추상 클래스는 상태를 가질 수 있음: 필드와 멤버 변수를 포함하여 상태를 가질 수 있습니다.

 

2. 인터페이스 (Interface)

다중 상속 가능: 여러 인터페이스를 구현할 수 있으므로, 클래스는 다중 상속을 흉내낼 수 있습니다.

메서드만 선언: 인터페이스는 메서드의 시그니처만을 선언하고, 구현은 이를 상속받는 클래스에서 이루어집니다.

인터페이스는 다중 구현 가능: 클래스는 여러 인터페이스를 구현할 수 있으며, 각 인터페이스의 메서드를 구현해야 합니다.

인터페이스는 상태를 가질 수 없음: 필드나 멤버 변수를 가질 수 없습니다. 메서드와 속성의 집합으로 이루어져 있습니다.

 

고려해야 할 사항

용도에 따른 선택: 추상 클래스는 클래스 간의 상속 계층을 나타내는데 주로 사용되며, 인터페이스는 구현을 공유하는 객체 간의 계약을 정의하는데 사용됩니다.

단일 상속 vs. 다중 상속: 클래스의 단일 상속 특성은 간결하고 일관된 디자인을 제공할 수 있지만, 다중 상속은 여러 개체의 동작을 통합할 수 있습니다.

구현의 강제 vs. 선택적 구현: 추상 클래스는 추상 메서드를 강제로 구현하게 하지만, 인터페이스는 선택적으로 구현할 수 있습니다.

상태의 필요성: 상태를 가지는 클래스를 만들어야 할 경우에는 추상 클래스가 더 적절할 수 있습니다.

 

각각의 특징에 따라 적절한 상황에서 사용해야 합니다. 종종 추상 클래스와 인터페이스를 함께 사용하여 프로그램을 설계하는 경우가 많습니다.

 

C#에서 추상 클래스와 인터페이스는 객체 지향 프로그래밍의 강력한 도구로, 코드의 일관성과 재사용성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 각각의 특징을 이해하고 적절하게 활용함으로써 유연하고 확장 가능한 코드를 작성할 수 있습니다.

 

추상 클래스는 주로 클래스 간의 상속 계층을 나타내고, 상태를 가질 수 있으며, 단일 상속만을 허용합니다. 한편, 인터페이스는 구현을 공유하는 객체 간의 계약을 정의하고, 다중 상속이 가능하며, 상태를 가질 수 없습니다.

 

프로그래머는 어떤 상황에서 추상 클래스를 선택하고, 어떤 상황에서 인터페이스를 선택할지 신중하게 고려해야 합니다. 종종 추상 클래스와 인터페이스를 함께 사용하여 각각의 장점을 결합하는 방식으로 코드를 구성합니다.

 

객체 지향 설계의 핵심은 코드의 일관성과 확장성을 유지하면서 새로운 기능을 추가하고 변경하는 것입니다. 추상 클래스와 인터페이스는 이러한 목표를 달성하는 데 큰 도움을 주므로, 개발자는 각각의 특징을 이해하고 적절히 활용하여 유지보수성이 뛰어난 소프트웨어를 개발할 수 있습니다.