12장. 다형성

상속과 합성은 재사용 대상이 다르다. 상속은 부모 클래스 안에 구현된 코드 자체를 재사용하지만 합성은 포함되는 객체의 퍼블릭 인터페이스를 재사용한다.

❐ 1. 다형성

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1-1. 들어가기

다형성이란?

• 여러 타입을 대상으로 동작할 수 있는 코드를 작성할 수 있는 방법

다형성의 분류

• 오버로딩 다형성
  • 하나의 클래스 안에 동일한 이름의 메서드가 존재하는 경우
• 강제 다형성
  • 서로 다른 타입을 강제 변환해서 동일한 연산을 수행
• 매개변수 다형성
  • 제네릭과 관련된 다형성 → 타입을 나중에 구체화하여 재사용
• 포함 다형성
  • 객체지향에서 가장 대표적인 다형성
  • 메시지는 같지만, 수신 객체의 실제 타입에 따라 실행 메서드가 달라짐
  • 일반적으로 말하는 “다형성”은 이걸 의미
  • 보통 상속 + 메서드 오버라이딩으로 구현

❐ 2. 상속의 양면성

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2-1. 들어가기

상속이 무엇이며 언제 사용해야 하는지에 대한 이해가 중요

• 객체지향의 기본 아이디어는 데이터와 행동을 객체라는 하나의 실행 단위로 통합하는 것
• 상속은 부모 클래스의 데이터와 메서드(행동)를 자식 클래스가 자동으로 포함·공유하는 메커니즘이다.
• 하지만 상속을 코드 재사용 수단으로만 보는 것은 오해다.
• 상속의 진짜 목적은 다형성을 가능하게 하는 타입 계층(type hierarchy)을 구성하는 데 있다.
• 타입 계층에 대한 고민 없이 상속을 남용하면 이해하기 어렵고 유지보수하기 힘든 코드가 된다.

❐ 3. 업캐스팅과 동적바인딩

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3-1. 같은 메시지, 다른 메서드

한 줄 요약

• 같은 메시지(evaluate)를 보내도, 실제 실행되는 메서드는 객체의 실제 타입에 따라 달라진다.

핵심 포인트

• Professor는 Lecture 타입에만 의존
• Professor는 lecture.evaluate()를 호출할 뿐
• 실제로는 Professor 코드는 전혀 바뀌지 않음
  • Lecture 인스턴스 → Lecture.evaluate()
  • GradeLecture 인스턴스 → GradeLecture.evaluate()

왜 중요한가?

• 클라이언트(Professor)는 구현을 몰라도 된다.
• 새로운 Lecture 하위 클래스가 추가돼도 → Professor는 수정 없음

메시지 중심 사고

• “어떤 메서드를 호출할까?” ❌
• “누구에게 어떤 메시지를 보낼까?” ✅

3-2. 업캐스팅

한 줄 요약

Lecture lecture = new GradeLecture(...); // 업캐스팅

• 부모 타입 변수에 자식 객체를 넣는 것 → 객체지향 다형성의 출발점

특징

• 명시적 캐스팅 불필요
• 컴파일 타임에 안전
• 부모가 이해하는 메시지만 보낼 수 있음.

3-3. 동적 바인딩

한 줄 요약

• 실행할 메서드는 컴파일 시점이 아니라, 실행 시점에 “객체의 실제 타입”으로 결정된다.

정적 바인딩 vs 동적 바인딩

구분	정적 바인딩	동적 바인딩
결정 시점	컴파일 타임	런타임
기준	변수 타입	객체 실제 타입
대표	함수 호출	객체 메시지 전송

3-4. 세 개념의 연결 관계

한 문장으로 정리

• 업캐스팅 덕분에 부모 타입으로 협력할 수 있고
• 동적 바인딩 덕분에 실행 시점에 올바른 메서드가 선택되며,
• 그 결과 같은 메시지가 다른 행동으로 이어진다.

❐ 4. 동적 메서드 탐색과 다형성

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4-1. 들어가기

self를 기준으로 한 “동적 메서드 탐색” 흐름

1. 메시지를 받으면
2. self가 가리키는 실제 객체의 메모리 위치로 이동
3. 그 객체가 가리키는 class 포인터를 따라 클래스 정보 확인
4. 그 클래스에 정의된 메서드 목록에서 탐색 시작
5. 없으면 parent를 따라 상위 클래스로 이동

동적 메서드 탐색의 핵심 원리 2가지

1. 자동적인 메시지 위임
   • 자식 클래스가 메시지를 이해하지 못하면
   • 프로그래머 개입 없이
   • 자동으로 부모 클래스에게 처리를 위임한다.
2. 실행 시점에 결정되는 동적 문맥
   • 어떤 메서드를 실행할지는 컴파일 시점이 아닌 실행 시점(runtime)에 결정
   • 기준은 오직 하나 : self를 가리키는 실제 객체

4-2. 자동적인 메시지 위임

자동적인 메시지 위임 (핵심 개념)

• 객체가 이해하지 못하는 메시지는, 상속 계층을 따라 부모 클래스로 자동 위임된다.
• 메시지를 받은 객체가 해당 메서드를 알고 있으면 실행, 모르면 부모 클래스로 위임
• 이 과정을 적절한 메서드를 찾을 때까지 반복. 즉, 상속 계층 == 메서드 탐색 경로

동적 메서드 탐색 (Dynamic Method Lookup)

Lecture lecture = new GradeLecture();
lecture.evaluate();

• 메서드 탐색은 변수의 타입이 아니라, 실제 객체의 클래스에서 시작한다
• 탐색 순서
  1. GradeLecture 클래스에서 evaluate() 찾기
  2. 없으면 → 부모 Lecture
  3. 없으면 → Object
  4. 끝까지 없으면 → RuntimeException

이 챕터의 진짜 메시지 (중요 ⭐️)

• 메서드는 “호출”되는 게 아니라 탐색된다
• 상속은 코드 재사용이 아니라 메시지 위임 구조
• 다형성은 if/else가 아니라 탐색 경로를 맡기는 것.

4-3. 동적인 문맥

self가 문맥을 만든다

• self → 메시지를 “받은 객체”
• 메서드 탐색은 항상 self의 클래스에서 시작

중요한 전환점: self 전송 (self send)

public String stats() {
    return String.format(
        "Title: %s, Evaluation Method: %s",
        title,
        getEvaluationMethod()
    );
}

• 많은 사람들은 “Lecture 클래스의 getEvaluationMethod를 호출한다”라고 해석한다.
• 하지만 실제 의미는 “self에게 getEvaluationMethod 메시지를 다시 보낸다.”이다.

self 전송이 일어나면 탐색이 다시 시작된다.

• 최악의 경우에는 실제로 실행될 메서드를 이해하기 위해 상속 계층 전체를 훑어가며 코드를 이해해야 한다.

4-4. 이해할 수 없는 메시지

이해할 수 없는 메시지란?

• 객체가 메시지를 받았는데 자기 자신도, 부모 클래스들도 그 메시지를 처리할 메서드를 가지고 있지 않은 경우

정적 타입 언어 vs 동적 타입 언어

• 정적
  • 컴파일 시점에 메시지 처리 가능 여부를 판단
  • 상속 계층 전체를 컴파일러가 미리 검사
• 동적
  • 컴파일 단계 자체가 없음
  • 메시지 처리 가능 여부는 실행 시점에만 알 수 있음

self vs super 한 방에 비교

구분	self 전송	super 전송
탐색 시작 위치	실행 시점에 동적으로 결정	컴파일 시점에 부모 클래스로 고정
다형성	매우 강함	제한적
목적	행동의 확장/변경	코드 재사용
안정성	낮음	높음

❐ 5. 상속 대 위임

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5-1. 위임과 self 참조

“위임”이란 정확히 뭐고, “포워딩”과 뭐가 다른가?

• 위임(Delegation)
  • 다른 객체에게 일을 시키지만, 실행 문맥(self/this)을 유지시키는 갓
• 포워딩(Forwarding)
  • 다른 객체에게 그냥 넘김
  • 실행 문맥(self/this) 까지 유지하지 않음.

5-2. 프로토타입 기반의 객체지향 언어

자바스크립트에서 상속

• “클래스 간 관계”가 아니라 “객체 사이의 메시지 위임(prototype chain)”으로 구현된다.

prototype 이란?

• 모든 자바스크립트 객체는 내부적으로 Prototype 링크를 가진다
• 코드에서는 이것을 prototype으로 다룬다
• 이 링크는 “부모 객체”를 가리킨다

클래스 기반 상속과의 정확한 대응

클래스 기반 언어	프로토타입 기반 JS
클래스 간 상속	객체 간 위임
메서드 오버라이딩	prototype 체인 상 메서드 재정의
this = 현재 인스턴스	this = 메시지 수신 객체
정적 구조	동적 연결