Microsoft PowerPoint - hci2-lecture6 [호환 모드]

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1 Overview 상속성 & 참조형 년가을학기 9/26/2012 박경신 상속개념이해및파생클래스작성 Has-a Model 메소드재정의이해 추상클래스와봉인클래스의이해 인터페이스기능이해 형변환이해 값형과참조형의비교 Inheritance 상속 (Inheritance) 란상위클래스의기능과속성을하위클래스에게그대로물려주는것을의미 상위클래스를부모 / 기반클래스 (base Class), 하위클래스를자식 / 파생클래스 (derived Class) 라고정의 하위클래스 (derived Class) 는상속을받으면상위클래스 (base Class) 의모든멤버필드와메소드를사용할수있음 클래스의계층구조생성 - 상속받은 interface 사용보장 (upcasting) 재사용성및확장성 - 이미존재하는클래스를구체화하여새로운클래스생성 Inheritance 상속 (Inheritance) 정의 base 연산자로상위객체접근 클래스를정의할때 : ( 콜론 ) 을사용하여상속관계표시 class <derivedclass> dcl : <baseclass> class Shape class Circle: Shape

2 Motivation Repeated code! class Student string name; int age; public int GetAge() return age; int id; class Staff string name; int age; public int GetAge() return age; double salary; Inheritance Syntax 상속문법 상위클래스에공통멤버를정의 하위클래스에필요한멤버를추가 class Person string name; int age; public int GetAge() return age; class Student : Person int id; class Staff : Person double salary; Person 에는공통부분을정의 Student 에만있는멤버를추가 Employee 에만있는멤버를추가 Memory Allocation 상속시메모리할당 하위객체생성시상위객체도생성되어데이터의메모리할당 Base fields Derived field class Person string name; int age; class Student : Person int id; Student s = new Student(); s name age id Private Class Private 클래스 기반클래스가 private 클래스로접근지정이되어있는경우파생클래스를만들수없음 private class Person bli l S d P // 오류발생 public class Student : Person // 오류발생

3 Member Access 기반클래스멤버접근 기반클래스의 protected 와 public 으로지정된멤버만을상속 상속받은멤버는기반클래스에서접근지정자를유지 class Person protected string name; protected int GetAge() return age; class Student : Person int id; public int GetID() return id; static void Main () Student s = new Student(); int age = sgetage(); s.getage(); // 상속된객체에서기반객체의메소드호출 int id = s.getid(); // 상속된객체자신의메소드호출 // 상속된객체에서기반객체의 protected 멤버필드호출 Console.WriteLine( 학생이름 :0, s.name); Member Access 기반클래스의생성자호출 파생클래스에는기반클래스의생성자가상속되지않으므로직접호출해주어야함 파생클래스생성자 : base() 만약위의문법과같이명시적으로호출하지않으면암시적으로기반클래스의기본생성자를호출 public class Car public Car() // protected/public가아니며파생클래스에서 error public Car(int wheel) this.wheel = wheel; public class Sedan : Car Sedan() // Sedan() : base() 와동일 ( 암시적기반클래스생성자호출 ) Sedan(int wheel) : base(wheel) // 명시적으로기반클래스생성자호출 base 키워드 base 키워드 기반클래스의멤버를나타냄 상위클래스의멤버를하위클래스에서재정의 (override) 하였을경우디폴트는 override 된멤버 상위클래스의멤버를사용할경우명시 public class Car protected bool gasoline; protected Car() gasoline = true; protected Car(int wheel) this.wheel = wheel; gasoline = false; public class Sedan : Car private bool gasoline; Sedan() gasoline = false; // base.gasoline=true, this.gasoline= false Sedan(int wheel) : base(wheel) gasoline = true; public void SedanMove() if (base.gasoline) if(this.gasoline) Constructor Initializer base(argument-listopt) 는상속받은상위클래스의생성자호출 this(argument-listopt) 는자기자신에서정의한다른생성자호출 using System; class A public A() Console.WriteLine("A"); i class B : A public B() Console.WriteLine( WriteLine("B"); B); // B() : base() 와동일 public B(int foo) : this() // B() 호출하고난후에아래명령문호출 Console.WriteLine("B(0), foo); A class DefaultInitializerTest public static void Main() A A a1 = new A(); B B b1 = new B(); B b2 = new B(100); A B B(100)

4 using System; class C public int value; public C() : this(100) // C(foo) 를호출한후에아래명령문호출 Console.WriteLine( C"); public C(int foo) value = foo; Console.WriteLine( C = 0", value); class D : C public D() // 상위클래스의기본생성자를암시적으로호출 Console.WriteLine( WriteLine( D"); D); public D(int foo) : base(foo) // 상위클래스의생성자를명시적호출 Console.WriteLine( D = 0", foo); C = 100 C class DerivedInitializerTest public static void Main() C c1 = new C(); D d1 = new D(); D d2 = new D(42); C = 100 C D C = 42 D = 42 Has-a a Model 상속의기본적인관계 is-a 관계는강한연결이며 ~ 이다 라는의미 has-a 관계는 가지고있다 라는의미, 포함 위임관계 Car 클래스는라디오를갖고있고, 라디오를키고끄는경우, 기존의 has-a 관계를이용 ( 즉, Car 클래스는라디오를포함 ) 라디오를작동하는세부방법은각객체에위임 class Radio public void TurnOn(bool on) if (on) Console.WriteLine( radio on ); else Console.WriteLine( WriteLine( radioradio off ); ublic class Car private Radio music; public Car() music = new Radio(); // Car has-a Radio public void MusicOn(bool on) music.turnon(on); // 자식객체 (Radio) 의기능을부모객체 (Car) 에위임 // Has-a a Model 포함 / 위임관계 (has-a 관계 ) Car 클래스는에어콘과라디오클래스를갖고있음 Driver 클래스는차를구입해서온도를조절, 라디오작동 Car 클래스의객체를생성하면에어콘과라디오객체자동생성 Car 클래스는자식객체의기능은잘모르므로실제구현은위임 class cassairconditioner o public void Up() temperature++; public void Down() temperature--; public class Car private Airconditioner aircon; public Car() aircon = new Airconditioner(); // Car has-a Aircon public void TemperatureUp() aircon.up(); public void TemperatureDown() aircon.down(); // Has-a a Model public class CarHasATest public static Main() // 차를생성할때동시에라디오와에어컨생성 Car c = new Car( Avante ); // 라디오를켠다 c.musicon(true); // 에어컨온도를높인다 c.temperatureup();

5 Polymorphism 상위클래스에서선언된메소드를하위클래스에서재구현 (Override) 실행시간에새로정의된 Override된멤버의내용으로처리 (Late binding) Object Shape void Draw() Circle Rectangle void Draw() void Draw() Virtual Method Virtual 메소드 하위클래스에서재정의가가능하도록메소드를정의 static, private 과함께사용할수없음 Virtual 메소드정의 class Shape public string Name( ) public virtual void Draw( ) Method Overriding 상속된가상메소드 (virtual method) 를구현 ( 재정의 ) 하기위하여 override 키워드사용 virtual method와 override method는이름, 접근제한자, 반환값, 매개변수리스트가동일해야함 static, private을 override 와함께사용할수없음 class Shape public string Name( ) public virtual void Draw( ) class Circle: Shape public override string Name( ) // error public override void oidda Draw( () // virtual method 에대한재정의 // polymorphism public class Shape public virtual void Draw() Console.WriteLine("Shape Draw"); public class Circle : Shape public override void Draw() Console.WriteLine("Circle Draw"); public class Rectangle : Shape public override void Draw() Console.WriteLine("Rectangle Draw"); public class PolymorphismTest public static void Main() Shape s = new Shape(); s.draw(); // Shape Draw s = new Circle(); s.draw(); // Circle Draw s = new Rectangle(); sdraw(); s.draw(); // Rectangle Draw

6 class Employee public string name; protected int age, hoursworked; public Employee(string name, int age, int hoursworked) this.name = name; this.age = age; this.hoursworked hoursworked = hoursworked; public virtual double CalculatePay() // virtual method return (20000 * hoursworked); class SalariedEmployee : Employee protected int basepay; public SalariedEmployee(string name, int age, int hoursworked) : base(name, age, hoursworked) basepay = ; public override double CalculatePay() //method overriding return (basepay * hoursworked); // pay calculate 성명 : 아무개, 급여 : public class InheritanceTest 성명 : 일꾼, 급여 : public static void Main() Employee[] emplist = new Employee( 아무개 ", 22, 30), new SalariedEmployee( 일꾼 ", 22, 30) ; foreach (Employee e in emplist) Console.WriteLine(">> 성명 :0, 급여 :1", e.name, e.calculatepay()); l Abstract Classes 추상클래스 개체들의표준을추상화한클래스 상속관계에서가장상위에존재 abstract 키워드를사용하여정의 abstract class Shape public abstract void Draw(); public class Circle : Shape public override void Draw() public class Square : Shape public override void Draw() 추상클래스는객체를 생성할수없음 class AbstractTest static void Main( ) //Shape s = new Shape( ); // error s = new Circle(); s.draw(); // circle draw s = new Square(); s.draw(); // square draw Abstract Method 추상메소드 추상클래스만이추상메소드를가질수있음 추상메소드는암시적으로가상메소드 virtual it 키워드와함께사용불가 메소드이름앞에 abstract 키워드사용 상속받는클래스에서반드시재정의 abstract class Ticket public virtual string StartTime( ) public abstract int Fare( ); // 강제성메소드명만정의 class BusTicket: Ticket public override string StartTime( ) public override int Fare( ) // 파생클래스에서선언 //abstract class & abstract method abstract class Printer public abstract void Print(); abstract class HPPrinter : Printer public abstract void SelfTest(); class HP640 : HPPrinter public override void Print() Console.WriteLine(" 문서를출력합니다."); public override void SelfTest() Console.WriteLine(" 프린터를자가진단합니다."); class AbstractTest public static void Main() HP640 myprinter = new HP640(); myprinter.print(); myprinter.selftest(); 문서를출력합니다. 프린터를자가진단합니다.

7 Sealed Class 봉인클래스및봉인클래스멤버 추가파생방지를위하여클래스는자신또는멤버를 sealed로선언하여다른클래스가상속하는것을막을수있음 봉인클래스 (sealed class) 는기본클래스로사용할수없음 - 그러므로추상클래스가될수도없음 클래스멤버선언에서 override 키워드앞에 sealed 키워드를사용하면멤버가봉인으로선언됨 이후에파생되는클래스에서는해당멤버가가상 (virtual) 이아니게됨. // sealed class public sealed class B // sealed method public class B : A public sealed override void DoWork() //sealed class & sealed method class Printer public virtual void Print() Console.WriteLine( 문서를출력합니다 ); class HPPrinter : Printer public sealed override void Print() Console.WriteLine( HP 프린터문서를출력합니다."); class SealedTest public static void Main() Printer myprinter = new Printer(); myprinter.print(); HPPrinter myprinter2 = new HPPrinter(); myprinter2.print(); 문서를출력합니다. HP 프린터문서를출력합니다. Multiple Inheritance 다중상속 (Multiple Inheritance) 란하나의클래스가여러개의클래스로부터상속을받는것 C# 에서는하나의클래스가동시에 2개이상의클래스에서상속받는것을지원하지않음 C# 에서는인터페이스 (interface) 를이용하여다중상속지원 Interfaces Interface 행동적인특성 ( 메소드, 속성, 인덱서, 이벤트 ) 만을정의 인터페이스는하위클래스에구현되어야하는기능을선언할시일반적으로이질적인클래스들이공통으로제공해야할메소드들을선언할때사용 다중상속을구현하기위한방법으로사용 class 대신 interface 키워드를사용하여선언 관례적으로 I 접두어사용 Interface 상속 public interface IToken : IBase int LineNumber( ); 인터페이스의메소드는구현부분이없이 string Name( ); ; 으로처리

8 Class & Interfaces 클래스 / 인터페이스관계 클래스 & 클래스 : 상속관계 클래스 & 인터페이스 : 구현관계 인터페이스 & 인터페이스 : 상속관계 클래스 & 인터페이스선언예 interface IMyInterface: IBase1, IBase2 여러개의인터페이스를 void MethodA(); 상속받은인터페이스는 void MethodB(); 상위인터페이스의 메소드를모두구현해주어야함 class ClassA: IFace1, IFace2 // class members, implementing interface 클래스와인터페이스를 class ClassB: BaseClass, IFace1, IFace2 함께상속받는경우 // class members, implementing interface 기본클래스가처음에위치 //interface using System; interface IScalable void ScaleX(float factor); void ScaleY(float factor); public abstract class DrawObject public DrawObject() public abstract void Print(); public class TextObject: DrawObject, IScalable private string text; public TextObject(string text) this.text = text; // implemention of IScalable.ScaleX() public void ScaleX(float factor) Console.WriteLine("ScaleX: 0 1", text, factor); // implemention of IScalable.ScaleY() public void ScaleY(float factor) Console.WriteLine("ScaleY: 0 1", text, factor); // implemention of fpi Print() public override void Print() Console.WriteLine( TextObject: 0", text); // TextObject 클래스객체를 array로처리 class InterfaceTest public static void Main() DrawObject[] darray = new DrawObject[10]; darray[0] = new TextObject("Text1"); darray[1] = new TextObject("Text2"); /* array ygets initialized here, with classes that derive from DiagramObject. Some of them implement IScalable. */ foreach (DrawObject d in darray) if (d is IScalable) IScalable scalable = (IScalable) d; scalable.scalex(0.1f); scalable.scaley(10.0f); d.print(); ScaleX: Text1 0.1 ScaleY: Text1 10 TextObject: Text1 ScaleX: Text2 0.1 ScaleY: Text2 10 TextObject: Text2 IComparable IEquatable IComparable 인터페이스 현객체를동일한형식의다른객체와비교하는 ( 인터페이스정렬순서를확인하는 ) ComparableTo 메소드를제공하는인터페이스 int CompareTo (Object obj) obj 인수는인터페이스를구현하는클래스와같은형식 리턴값은현객체가 obj 보다작으면 0보다작은수를, 같으면 0을, 크면 0보다큰수를리턴하도록구현 public class Age : IComparable public int CompareTo(object ( j obj) if (obj is Age) Age temp = (Age) obj; return m_value.compareto(temp.m_value); l throw new ArgumentException( Object is not Age ); protected int m_value; IEquatable 인터페이스 현객체가동일한형태의다른객체와같은지여부를확인하는 Equals 메소드를제공하는인터페이스 bool Equals (Object obj) obj 인수는인터페이스를구현하는클래스와같은형식 리턴값은현객체가 obj 과같으면 true, 다르면 false 를리턴하도록구현 public class Person : IEquatable<Person> public bool Equals(Person ( p) if (p is Person) return name.equals(p.name) && age.equals(p.age); throw new ArgumentException( Object is not Person ); public string name; public int age;

9 IEnumerable IEnumerable 인터페이스 Collections을반복하는열거자 (IEnumerator 객체 ) 를반환하는 GetEnumerator 메소드를제공하는인터페이스 IEnumerator GetEnumerator () IEnumerator 인터페이스 컬랙션의요소들을참조할수있는아래 3 메소드및속성을갖는인터페이스 object Current 컬랙션의현재요소를가져오는속성 bool MoveNext() 컬랙션의다음요소로이동하는메소드 void Reset() 컬랙션의첫번째요소앞의초기위치로설정하는메소드 //IEnumerable interface 구현 using System; Using System.Collections; public class Tokens : IEnumerable private string[] elements; Tokens(string source, char[] delimiters) elements = source.split(delimiters); // implemention of GetEnumerator() public IEnumerator GetEnumerator() return new TokenEnumerator(this); // implemention of TokenEnumerator private class TokenEnumerator : IEnumerator private int position = -1; private Tokens t; public TokenEnumerator(Tokens t) this.t = t; public void Reset() position = -1; public bool MoveNext() if (position < t.elements.length 1) position++; return true; else return false; public object Current get return t.elements[position]; // Token 테스트 class EnumeratorTest public static void Main() Tokens f = new Tokens( This is a sample test., new char [], - ); foreach (string item in f) Console.WriteLine(item); Interface vs. Abstract Class 인터페이스와추상클래스의공통점과차이점 모두추상의의미 new 키워드를사용하여객체를생성하는것이불가능 파생클래스에서모든메서드를구현하였을경우기능을발휘 클래스와메서드가 abstract로선언되어있다면인터페이스로변환가능 Interface vs. Abstract Class 변환예 ( 추상클래스 인터페이스 ) // 추상클래스 abstract public class StarPlayer public abstract void GoodPlay(); public abstract void Handsome(); // 인터페이스 interface IStarPlayer void GoodPlay(); void Handsome(); 모든추상클래스가인터페이스로될수없음 추상메서드는 override 키워드사용 추상클래스는다중상속을지원하지않음

10 Interface 의암시적구현 public interface IGunner void Shoot(); public interface ISoccerPlayer void Shoot(); public class Gunner : IGunner public void Shoot() Console.WriteLine( 총쏘기 ); public class SoccerPlayer : ISoccerPlayer public void Shoot() Console.WriteLine( 공차기 ); // Main () 함수중간생략 Gunner g = new Gunner(); g.shoot(); // 총쏘기 SoccerPlayer s = new SoccerPlayer(); s.shoot(); // 공차기 Interface 의명시적구현 public class GunPlayer : IGunner, ISoccerPlayer void IGunner.Shoot() Console.WriteLine( WriteLine( 총쏘기 ); void ISoccerPlayer.Shoot() Console.WriteLine( 공차기 ); // Main () 함수중간생략 GunPlayer p = new GunPlayer(); ((IGunner)p).Shoot(); // 총쏘기 - IGunner로형변환 ((ISoccerPlayer)p).Shoot(); // 공차기 ISoccerPlayer 로형변환 // 또는아래와같이해당객체를만들고난후참조하도록하는방법을사용 IGunner g = new GunPlayer(); g.shoot(); ISoccerPlayer s = new GunPlayer(); s.shoot(); // IGunner 로형변환 // 총쏘기 // ISoccerPlayer 로형변환 // 공차기 Base/Derived Conversion: Casting Upcasting 하위클래스가상위클래스로의암시적인형변환 Downcasting 상위클래스가하위클래스로의형변환 (downcasting) 시명시적형변환 (explicit type conversion) 연산자필요 실행시참조변수가가리키는실제객체의데이터형검사 실패하는경우 InvalidCastException 발생 class UpcastDowncastTest static void Main() MyBaseClass c = new MyBaseClass(); MyDerivedClass d = new MyDerivedClass(); c = d; // upcasting d = (MyDerivedClass) c; // downcasting is & as Operator is 연산자 데이터의형변환이가능하면 true 반환 as 연산자 객체사이의형변환연산자 오류발생시 exception 발생없이 null 반환 Bird b; if (a is Bird) b = (Bird) a; // 안전한형변환 else Console.WriteLine("Not a Bird"); Bird b = a as Bird; // 형변환 if (b == null) Console.WriteLine("Not a bird");

11 Object Type Conversion 모든참조형 ( 예, class) 은 System.Object으로부터파생 즉, 모든참조형은 System.Object으로형변환이가능 class Bird class Parrot : Bird class ObjectTypeConversionTest static void Main() Bird b = new Bird(); Parrot p = new Parrot(); object o = p; // object 형변환 Bird b2 = o as Bird; // object형을 Bird 형으로변환 if (b2 == null) Console.WriteLine( Object is not a bird"); else Console.WriteLine( Object is a bird ); Boxing and Unboxing Boxing 값형 -> 참조형으로바꾸는것 ( 암시적변환 ) Unboxing 참조형 -> 값형으로바꾸는것 ( 명시적변환 ) memory 137 a // boxing o1 int a = 137; int object o1 = a; b object o2 = o1; o2 // unboxing int b = (int)o2; User-Defined Type Conversion 클래스나구조체의형을다른클래스, 구조체혹은기본자료형으로변환가능 형변환연산자 (conversion operator) 를정의 class Sample int number = 42; public static implicit operator string (Sample op) return op.tostring(); // 문자열로형변환하는연산자를정의했다면 ToString 메소드도정의해야함 public override string ToString () return Object: value= + number; // System.Object.ToString 메소드재정의 // 형변환 Sample obj; string s = obj; // implicit대신 explicit으로선언되면 string s = (Sample)obj; 값형과참조형의비교 값형경우 == 와!= 연산자를사용하여값을비교 참조형경우 == 와!= 연산자를사용하여비교할수없음 class Point public int x; public int y; class PointClassComparisonTest C i t static void Main() int i = 1; int j = 1; // 값형의비교는 i==j는 true Point p1 = new Point(); Point p2 = new Point(); Point p3 = p1; // 같은객체를참조하므로 p1==p3는 true p1.x = 1; p1.y = 1; p2.x = 1; p2.y = 1; if (p1 == p2) // 참조형의비교는 p1==p2 p 는 false Console.WriteLine( p1과 p2가같다 ); else Console.WriteLine( p1 과 p2 가다르다 );