추상 클래스와 인터페이스

추상화에서 출발한다

추상화(abstraction)는 복잡한 대상에서 핵심만 남기고 나머지를 감추는 일이다. 여러 클래스의 공통점을 뽑아 상위 타입을 만들거나, 내부를 몰라도 호출만 하면 되게 만드는 것이 모두 추상화다. 추상 클래스와 인터페이스는 이 상위 타입을 만드는 두 도구이고, 둘 다 개방-폐쇄 원칙(확장에는 열리고 수정에는 닫힘)을 지키는 기반이 된다.

무엇을 감추느냐에 따라 추상화를 셋으로 나누기도 한다. 달력 프로그램을 예로 들면 이렇다.

종류	감추는 것	달력 예
과정(procedural) 추상화	세부 단계. 큰 흐름부터 정하고 각 단계의 구현은 미룬다	「날짜 입력 → 요일 계산 → 출력」만 먼저 정한다
데이터 추상화	데이터의 내부 표현. 대표 이름과 연산만 드러낸다	연·월·일 세 값을 `Date` 하나로 다룬다
제어 추상화	분기·반복의 구체적 흐름	윤년이면 A, 아니면 B로 계산하는 분기를 「요일 계산」 한 단계로 묶는다

추상 클래스와 인터페이스는 이 중 데이터 추상화를 타입으로 표현하는 도구다.

추상 클래스

추상 클래스(abstract class)는 abstract로 선언해 직접 인스턴스를 만들 수 없는 클래스다. 보통 구현이 없는 추상 메서드를 하나 이상 품고, 자식 클래스가 그것을 반드시 구현하게 한다.

public abstract class Animal {
    protected String name;                     // 상태(필드)를 가질 수 있다
    public Animal(String name) { this.name = name; }  // 생성자도 있다
 
    public abstract String sound();            // 추상 메서드: 자식이 구현해야 한다
    public void speak() {                      // 공통 구현은 물려준다
        System.out.println(name + ": " + sound());
    }
}

템플릿 메서드와 훅 메서드

추상 클래스의 대표 활용이 템플릿 메서드 패턴이다. 부모가 알고리즘의 뼈대(순서)를 고정하고, 달라지는 단계만 자식에게 맡긴다.

메서드 종류	구현	자식의 재정의
템플릿 메서드	부모가 완성. 보통 `final`	하지 않는다
추상 메서드	없음	반드시 한다
훅(hook) 메서드	비어 있거나 기본 동작만	필요할 때만 한다

public abstract class Report {
    public final void print() {    // 템플릿 메서드: 순서 고정
        header();
        body();                    // 추상: 자식마다 다름
        if (needsFooter()) footer();
    }
    protected abstract void body();
    protected boolean needsFooter() { return true; }  // 훅: 끄고 싶은 자식만 재정의
    private void header() { /* ... */ }
    private void footer() { /* ... */ }
}

훅은 문법적으로는 평범한 메서드다. "자식이 끼어들 수 있는 지점"이라는 설계상의 역할에 붙인 이름이다.

인터페이스

인터페이스(interface)는 구현할 행동의 목록, 즉 계약만 정의하는 타입이다. Java는 클래스 다중 상속을 막는 대신 인터페이스는 여러 개 구현할 수 있게 해서 "여러 역할을 겸하는" 표현을 허용한다.

필드는 자동으로 public static final(상수)이다. 인스턴스 상태를 가질 수 없다.
본문 없는 메서드는 자동으로 public abstract다.

버전	인터페이스에 추가된 것
Java 8	디폴트 메서드(`default`): 구현을 가진 메서드. 구현 클래스가 재정의하지 않아도 동작한다. 정적 메서드(`static`)
Java 9	private 메서드: 디폴트 메서드끼리 공유하는 내부 도우미
Java 17	sealed 인터페이스: `permits`로 구현 가능한 클래스를 제한

디폴트 메서드가 생긴 이유는 하위 호환이다. 인터페이스에 추상 메서드를 하나 추가하면 이를 구현한 모든 클래스가 컴파일되지 않는다. 디폴트 메서드로 추가하면 기존 구현체는 손대지 않아도 된다. Java 8이 Collection에 stream(), forEach()를 더할 때 이 방법을 썼다.

public interface Thinkable {
    String think();
    default void thinkAloud() { System.out.println(think()); }
}

정적 메서드는 인터페이스 이름으로만 부른다(Comparator.naturalOrder(), List.of()). 구현 클래스나 그 인스턴스로는 부를 수 없고 상속되지도 않는다. 별도 유틸리티 클래스(Collections) 없이 인터페이스 곁에 팩터리와 도우미를 두는 용도다.
디폴트 메서드 충돌 규칙: 같은 시그니처의 구현이 여러 곳에서 오면 ① 클래스(또는 상위 클래스)에 정의된 메서드가 이긴다 ② 그다음 더 구체적인(하위) 인터페이스의 디폴트가 이긴다 ③ 그래도 둘 이상 남으면 컴파일 오류이고, 구현 클래스가 재정의하며 A.super.m()으로 하나를 골라 부른다.
디폴트 메서드는 Object의 equals·hashCode·toString을 재정의할 수 없다. 상태가 없으므로 다른 추상 메서드를 조합하는 편의 기능에 쓴다.

무엇이 다른가

항목	추상 클래스	인터페이스
선언	`abstract class`	`interface`
상속 키워드	`extends`	`implements` (인터페이스끼리는 `extends`)
다중 상속	하나만	여러 개
인스턴스 필드(상태)	가질 수 있다	없다. 상수만
생성자	있다	없다
메서드 접근 제어	제한 없음	`public`(Java 9부터 `private` 도우미 가능)
관계	is-a: "사람은 동물이다"	can-do: "사람은 생각할 수 있다"

public class Human extends Animal implements Thinkable, Comparable<Human> { ... }

디폴트 메서드로 인터페이스도 구현을 가질 수 있게 되면서 둘은 비슷해졌다. 그래도 상태(필드)와 생성자는 여전히 추상 클래스만 가진다. 공통 상태와 그 상태를 다루는 구현을 물려줘야 하면 추상 클래스, 서로 무관한 클래스들에 같은 능력을 붙이려면 인터페이스다.

자식 객체를 만들면 부모 생성자가 먼저 실행된다. 자식 생성자에 super(...)가 없으면 컴파일러가 첫 줄에 super()를 넣는다. 추상 클래스에 생성자가 있는 이유다.
오버라이딩된 메서드는 참조 변수의 타입이 아니라 실행 시점의 실제 객체로 고른다(동적 바인딩). Animal a = new Human(...)이어도 a.sound()는 Human의 구현이 실행된다.

고르는 기준

기본은 인터페이스다. 타입 계층이 가볍고, 여러 개를 조합할 수 있으며, 테스트에서 가짜 구현으로 바꾸기 쉽다.
여러 구현이 상태와 코드를 실제로 공유하면 인터페이스 아래에 추상 클래스를 하나 두어 공통 구현을 담는다(List ← AbstractList ← ArrayList).
공통 구현을 위해 상속을 늘리기보다 위임(composition)을 먼저 검토한다. 상속은 부모 구현에 강하게 묶인다. 언어 차원의 위임 문법은 위임 패턴과 Kotlin by 노트에 있다.

다른 언어에서는

언어	추상 클래스	인터페이스
C++	순수 가상 함수(`= 0`)가 있는 클래스	별도 문법 없음. 순수 가상 함수만 있는 클래스로 표현 (C++ 상속과 가상 함수)
Kotlin	`abstract class`	`interface`. 기본 구현과 추상 프로퍼티 가능, 상태(backing field)는 불가
TypeScript	`abstract class`	`interface`. 컴파일 후 사라지는 타입 정보
Python	`abc.ABC`를 상속하고 `@abstractmethod`를 붙인다. 추상 메서드를 모두 구현하지 않은 하위 클래스는 인스턴스를 만들 때 `TypeError`	별도 문법 없음. 추상 메서드만 둔 ABC를 쓰거나, 상속 없이 메서드 모양만 맞추면 되는 `typing.Protocol`(정적 검사기용, 덕 타이핑). ABC의 `register()`로 상속 없이 가상 하위 클래스를 등록할 수도 있다

정리

추상 클래스와 인터페이스는 모두 직접 만들 수 없는 상위 타입이다.
추상 클래스는 상태·생성자·공통 구현을 물려주는 is-a 관계이고, 하나만 상속한다.
인터페이스는 여러 개 붙일 수 있는 can-do 계약이며, Java 8의 디폴트 메서드는 하위 호환을 위해 생겼다.
템플릿 메서드 패턴은 추상 클래스가 순서를 고정하고 추상·훅 메서드로 변하는 부분만 연다.
기본은 인터페이스, 공유할 상태가 있을 때 추상 클래스, 그 전에 위임을 검토한다.

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