추상 타입 멤버

추상 메서드는 추상 타입 멤버의 가장 대표적인 형태로, 메서드의 이름, 매개변수 목록, 반환 타입만을 선언하고 실제 구현 내용(본문)은 포함하지 않는다. 이는 해당 추상 클래스나 인터페이스를 상속 또는 구현하는 파생 클래스에게 '어떤 메서드를 반드시 제공해야 하는지'에 대한 계약을 강제하는 역할을 한다. 따라서 추상 메서드를 포함하는 타입을 상속받는 모든 구체 클래스는 이 추상 메서드에 대한 구체적인 구현을 제공해야 한다.

주요 특징으로는 구현의 강제성과 다형성 지원이 있다. 추상 메서드는 부모 타입의 참조 변수를 통해 다양한 자식 타입의 객체를 동일하게 처리할 수 있는 기반을 마련한다. 예를 들어, '그리기'라는 추상 메서드를 가진 도형 클래스가 있다면, 원 클래스와 사각형 클래스는 각자 다른 방식으로 이 메서드를 구현하지만, 사용자는 도형 타입의 변수로 두 객체를 모두 참조하며 '그리기' 메서드를 호출할 수 있다. 이는 코드의 유연성과 확장성을 크게 향상시킨다.

다양한 프로그래밍 언어에서 추상 메서드를 정의하는 방식은 조금씩 다르다. 자바와 C 샤프에서는 abstract 키워드를 사용하여 명시적으로 선언하며, 코틀린에서는 추상 클래스나 인터페이스 내에서 본문 없이 메서드를 선언하면 자동으로 추상 멤버가 된다. 스위프트의 프로토콜에 선언된 메서드 역시 구현이 없으면 추상 메서드와 동일한 역할을 수행한다. 이러한 언어별 차이점에도 불구하고, 공통된 목적은 계층적 설계를 통해 유지보수성이 높은 코드를 작성하도록 유도하는 것이다.

추상 프로퍼티는 추상 타입 멤버의 한 유형으로, 구현 없이 선언만 존재하는 프로퍼티이다. 추상 클래스나 인터페이스 내부에서 선언되며, 파생 클래스나 구현 클래스에서 반드시 구체적인 접근자를 제공하여 구현해야 한다. 이는 클래스 계층 구조에서 특정 속성의 존재를 강제하는 계약을 정의하는 역할을 한다.

추상 프로퍼티는 게터와 세터를 포함할 수 있으며, 읽기 전용, 쓰기 전용, 읽기-쓰기 속성으로 선언된다. 예를 들어, C#에서는 abstract 키워드를 사용하여 선언하고, Kotlin에서는 프로퍼티 선언에 초기화를 생략하는 방식으로 정의한다. 이는 구체 타입 멤버와 달리 메모리를 할당하거나 초기값을 제공하지 않는다는 특징이 있다.

추상 프로퍼티의 주요 사용 목적은 다형성을 통한 유연한 설계를 지원하는 것이다. 기반 클래스나 인터페이스가 추상 프로퍼티를 정의하면, 다양한 하위 클래스들이 각자의 상황에 맞는 방식으로 해당 프로퍼티를 구현할 수 있다. 이는 코드 재사용을 촉진하고, 일관성 있는 API 설계를 가능하게 한다.

*Java의 인터페이스는 추상 메서드 형태로 프로퍼티를 정의하는 것이 일반적이다.

자바에서는 추상 클래스 내부에 추상 메서드를 선언함으로써 추상 타입 멤버를 정의한다. 추상 메서드는 메서드의 시그니처(이름, 매개변수, 반환 타입)만을 선언하고, 메서드 본문인 구현부는 포함하지 않는다. 이러한 추상 메서드는 abstract 키워드를 사용하여 선언하며, 추상 메서드를 하나라도 포함하는 클래스는 반드시 클래스 자체도 abstract로 선언되어야 한다.

자바에서 추상 타입 멤버를 사용하는 주요 목적은 다형성을 보장하기 위한 공통 인터페이스를 강제하는 것이다. 추상 클래스를 상속받는 하위 클래스는 부모 클래스의 모든 추상 메서드를 반드시 구현(재정의)해야 하며, 그렇지 않으면 해당 하위 클래스도 추상 클래스로 선언되어야 한다. 이를 통해 서로 다른 하위 클래스들이 동일한 메서드 이름으로 각자의 구체적인 로직을 제공할 수 있는 계층 구조를 설계할 수 있다.

자바 8부터 도입된 인터페이스의 디폴트 메서드와 정적 메서드 기능은 인터페이스가 메서드 구현을 포함할 수 있게 했지만, 순수한 추상 선언만을 위한 목적으로는 여전히 추상 클래스와 추상 메서드가 널리 사용된다. 또한 자바는 C#이나 코틀린과 달리 추상 프로퍼티(필드)를 직접적으로 지원하지는 않으나, 추상 게터 메서드와 세터 메서드를 선언하는 방식으로 유사한 효과를 달성할 수 있다.

C#에서 추상 타입 멤버는 추상 클래스나 인터페이스 내부에 선언되며, 구체적인 구현 없이 형태만을 정의한다. 이는 파생 클래스에게 특정 메서드, 프로퍼티, 이벤트, 인덱서를 반드시 제공하도록 강제하는 계약의 역할을 한다. C#의 추상 멤버는 abstract 키워드를 사용하여 선언하며, 이를 포함하는 타입 자체도 abstract로 선언되어야 한다.

C#에서의 주요 추상 멤버 유형으로는 구현부가 없는 추상 메서드, get 및 set 접근자 선언만 있는 추상 프로퍼티, 그리고 delegate 기반으로 선언되는 추상 이벤트와 매개변수를 받아 특정 값을 반환하는 추상 인덱서가 있다. 이러한 멤버들은 파생 클래스에서 override 키워드를 사용하여 구체적인 구현을 제공해야 하며, 이를 통해 다형성이 보장된다.

C#의 인터페이스는 모든 멤버가 암시적으로 추상 멤버인 타입으로 볼 수 있으며, abstract 키워드 없이 선언된다. 반면 추상 클래스는 일부 멤버만 추상으로 선언하고 나머지는 완전한 구현을 포함할 수 있어 더 유연한 계층적 설계가 가능하다. 이 차이는 개발자가 공통 인터페이스를 정의할 때 선택의 폭을 넓혀준다.

C#에서 추상 타입 멤버를 사용하는 핵심 목적은 코드 재사용을 촉진하고 유지보수를 용이하게 하며, 객체 지향 프로그래밍의 원칙 중 하나인 템플릿 메서드 패턴과 같은 디자인 패턴 구현을 지원하는 데 있다. 이를 통해 여러 파생 클래스가 동일한 멤버 시그니처를 따르도록 강제함으로써 시스템의 일관성과 확장성을 높일 수 있다.

코틀린에서는 추상 클래스와 인터페이스를 통해 추상 타입 멤버를 정의한다. 추상 클래스 내에서는 abstract 키워드를 사용하여 추상 메서드와 추상 프로퍼티를 선언할 수 있다. 이들은 구현을 포함하지 않으며, 해당 클래스를 상속받는 구체 클래스에서 반드시 구현(override)해야 한다. 코틀린의 인터페이스는 자바 8의 디폴트 메서드와 유사하게, 메서드와 프로퍼티에 대한 기본 구현을 포함할 수 있지만, 구현 없이 선언만 하는 것도 가능하여 추상 멤버의 역할을 수행한다.

코틀린에서 추상 프로퍼티를 선언할 때는 초기화나 게터/세터 구현을 제공하지 않는다. 하위 클래스에서는 이 프로퍼티를 다시 선언하여 저장 프로퍼티로 구현하거나, 커스텀 게터를 제공하는 방식으로 구현해야 한다. 이는 다형성을 통한 유연한 설계를 가능하게 하며, 계층적 설계를 지원하는 핵심 메커니즘이다.

Swift에서는 프로토콜을 사용하여 추상 타입 멤버의 개념을 구현한다. 프로토콜은 메서드, 프로퍼티, 그리고 다른 요구사항의 청사진을 정의할 수 있으며, 이를 채택한 구조체나 클래스가 구체적인 구현을 제공해야 한다. 프로토콜 내부에 선언된 요구사항들은 추상 메서드나 추상 프로퍼티와 동일하게, 구현부 없이 선언만 존재한다는 특징을 가진다.

Swift의 프로토콜은 클래스, 구조체, 열거형 모두에서 채택할 수 있어 상속 계층에 국한되지 않는 유연한 추상화를 가능하게 한다. 또한, 연관 타입이나 프로토콜 구성과 같은 고급 기능을 지원하여 복잡한 추상 타입을 설계하는 데 활용된다. 이는 다형성을 구현하고, 의존성 주입과 같은 디자인 패턴을 적용하는 데 중요한 기반이 된다.

인터페이스는 추상 타입 멤버와 밀접하게 연관된 핵심 개념이다. 인터페이스는 본질적으로 모든 멤버가 추상 타입 멤버인 완전한 추상 타입으로 볼 수 있다. 즉, 인터페이스는 메서드, 프로퍼티, 이벤트, 인덱서 등의 선언만을 포함하며, 이들에 대한 구체적인 구현은 전혀 제공하지 않는다. 이는 추상 타입 멤버가 '선언만 존재하고 구현을 포함하지 않는다'는 특징을 그대로 반영한 것이다.

인터페이스를 구현하는 클래스나 구조체는 인터페이스에 정의된 모든 추상 멤버에 대한 구체적인 구현을 제공해야 한다. 이는 추상 타입 멤버가 '파생 클래스에서 반드시 구현되어야 한다'는 규칙과 일치한다. 인터페이스를 통해 여러 클래스가 동일한 계약을 따르도록 강제함으로써, 시스템의 일관성과 상호운용성을 높일 수 있다.

추상 클래스와 인터페이스는 모두 추상 타입 멤버를 포함할 수 있다는 점에서 유사하지만, 중요한 차이가 있다. 추상 클래스는 일부 멤버에 구현을 제공할 수 있고, 상태(필드)를 가질 수 있으며, 단일 상속만을 지원한다. 반면 인터페이스는 구현이나 상태를 가질 수 없으며(일부 언어 예외 있음), 하나의 클래스가 여러 인터페이스를 동시에 구현하는 다중 상속의 형태를 지원한다. 따라서 '공통 인터페이스 정의'와 '다형성 구현 강제'라는 목적에 있어서 인터페이스는 보다 순수한 형태의 도구라고 할 수 있다.

이러한 인터페이스의 특성은 다형성을 구현하는 강력한 수단이 된다. 서로 다른 클래스들이 동일한 인터페이스를 구현하면, 그들은 공통된 메서드 집합을 가지게 되고, 클라이언트 코드는 구체적인 클래스 타입이 아닌 인터페이스 타입을 통해 객체를 참조할 수 있다. 이는 의존성 주입이나 전략 패턴과 같은 디자인 패턴의 기반이 되며, 느슨한 결합과 유연성을 갖춘 소프트웨어 설계를 가능하게 한다.

추상 클래스는 하나 이상의 추상 타입 멤버를 포함할 수 있는 클래스이다. 추상 클래스 자체는 인스턴스를 생성할 수 없으며, 다른 클래스가 이를 상속받아 추상 멤버를 구체적으로 구현함으로써 완전한 클래스가 되도록 설계된다. 이는 불완전한 설계도와 같아서, 하위 클래스가 구체적인 내용을 채워넣어야 비로소 사용할 수 있는 객체를 만들 수 있다.

추상 클래스는 인터페이스와 유사하게 공통의 계약을 정의하는 역할을 하지만, 인터페이스와 달리 일부 구체적인 구현(메서드 본문이나 프로퍼티 접근자)을 포함할 수 있다는 점이 특징이다. 따라서 완전히 추상적인 인터페이스만 정의하는 것과, 일부 공통 기능을 미리 구현해두고 나머지만 하위 클래스에 구현을 강제하는 중간 형태의 설계가 모두 가능하다. 이는 다형성을 구현하고 코드의 재사용성을 높이는 데 유용하다.

주요 객체 지향 프로그래밍 언어에서는 abstract 키워드를 사용하여 추상 클래스를 선언한다. 예를 들어, Java와 C#에서는 abstract class로 선언하며, 이 클래스를 상속받은 파생 클래스는 부모 클래스의 모든 추상 메서드를 구현해야 한다. 만약 구현하지 않으면, 그 파생 클래스 역시 추상 클래스로 선언되어야 한다.

추상 클래스를 사용하면 관련된 객체들 사이에 명확한 IS-A 관계를 형성하면서도, 각 객체의 고유한 동작을 강제할 수 있다. 이는 계층적 설계를 용이하게 하고, 시스템의 유연성과 확장성을 향상시키는 데 기여한다.

추상 타입 멤버는 다형성을 구현하는 핵심적인 메커니즘이다. 다형성은 하나의 인터페이스나 추상 클래스를 통해 여러 파생 클래스가 각기 다른 방식으로 동작하도록 하는 객체 지향 프로그래밍의 원리이다. 추상 메서드나 추상 프로퍼티와 같은 추상 타입 멤버는 이 인터페이스를 정의하는 틀을 제공하며, 각 구체 클래스는 이 틀에 맞춰 자신만의 구체적인 구현을 제공한다. 이로 인해 클라이언트 코드는 추상 타입에 의존하여 다양한 하위 타입의 객체를 동일한 방식으로 처리할 수 있게 된다.

예를 들어, 'Drawable'이라는 추상 클래스에 'draw()'라는 추상 메서드가 선언되어 있다면, 'Circle', 'Square', 'Triangle' 같은 구체 클래스들은 각각 'draw()' 메서드를 자신의 도형을 그리는 방식으로 구현한다. 클라이언트는 'Drawable' 타입의 변수를 통해 이들 객체를 참조하고 'draw()'를 호출하면, 실제 객체의 타입에 따라 적절한 그리기 동작이 실행된다. 이는 런타임에 실제 객체 타입을 확인하여 해당 메서드를 연결하는 동적 바인딩에 의해 가능해진다.

따라서 추상 타입 멤버를 통한 다형성은 코드의 유연성과 확장성을 크게 향상시킨다. 새로운 구체 클래스를 추가하더라도 기존의 추상 타입 인터페이스를 준수하기만 하면, 클라이언트 코드를 수정하지 않고도 시스템에 통합될 수 있다. 이는 개방-폐쇄 원칙을 실현하는 중요한 수단이 되며, 복잡한 소프트웨어 아키텍처에서 모듈 간의 결합도를 낮추는 데 기여한다.