Tech Blog & Knowledge Base

다형성 (Polymorphism)

Properties1
tagscs, oop, architecture

5 min read

Java 다형성 (Polymorphism)

한 줄 정의

하나의 타입(참조)으로 여러 형태의 객체를 다룰 수 있는 능력

핵심 전제 조건

다형성이 성립하려면 반드시 상속(또는 인터페이스 구현) 관계가 있어야 한다.

부모 타입 변수 = 자식 타입 인스턴스;   // ✅ 업캐스팅
자식 타입 변수 = 부모 타입 변수;       // ❌ 컴파일 에러 (명시적 다운캐스팅 필요)

종류

1. 컴파일 타임 다형성 — 오버로딩 (Overloading)

같은 이름의 메서드를 매개변수 시그니처만 다르게 정의.

class Calculator {
    int add(int a, int b)          { return a + b; }
    double add(double a, double b) { return a + b; }
    int add(int a, int b, int c)   { return a + b + c; }
}

반환 타입만 다른 경우는 오버로딩이 아니다 (컴파일 에러)

2. 런타임 다형성 — 오버라이딩 (Overriding)

부모 메서드를 자식이 재정의하고, 실행 시점에 실제 객체 타입의 메서드가 호출된다.

class Animal {
    void sound() { System.out.println("..."); }
}
 
class Dog extends Animal {
    @Override
    void sound() { System.out.println("멍멍"); }
}
 
class Cat extends Animal {
    @Override
    void sound() { System.out.println("야옹"); }
}
 
// 다형성 활용
Animal a = new Dog();
a.sound(); // "멍멍" — 런타임에 Dog의 메서드 호출

동적 바인딩 (Dynamic Binding)

JVM은 참조 변수의 타입이 아닌 실제 객체의 타입을 기준으로 메서드를 결정한다.

캐스팅 (Casting)

업캐스팅 (Upcasting) — 자동

Animal a = new Dog(); // 자동 변환, 명시 불필요
  • 자식 → 부모 방향
  • 안전 (항상 성공)
  • 자식 고유 멤버 접근 ❌

다운캐스팅 (Downcasting) — 명시적

Animal a = new Dog();
Dog d = (Dog) a;      // 명시적 캐스팅 필요
d.fetch();            // 자식 고유 메서드 접근 가능

ClassCastException 주의

실제 객체가 Dog가 아닌데 Dog로 캐스팅하면 런타임 에러 발생

Animal a = new Cat();
Dog d = (Dog) a; // ❌ ClassCastException!

instanceof — 안전한 캐스팅

if (a instanceof Dog d) { // Java 16+ 패턴 매칭
    d.fetch();
}
 
// Java 16 미만
if (a instanceof Dog) {
    Dog d = (Dog) a;
    d.fetch();
}

인터페이스와 다형성

인터페이스도 부모 타입처럼 활용할 수 있어 다형성의 핵심 도구다.

interface Flyable {
    void fly();
}
 
class Bird implements Flyable {
    public void fly() { System.out.println("새처럼 날다"); }
}
 
class Drone implements Flyable {
    public void fly() { System.out.println("드론처럼 날다"); }
}
 
Flyable f1 = new Bird();
Flyable f2 = new Drone();
f1.fly(); // "새처럼 날다"
f2.fly(); // "드론처럼 날다"

실전 활용 패턴

배열/컬렉션으로 묶어서 처리

List<Animal> animals = List.of(new Dog(), new Cat(), new Dog());
 
for (Animal a : animals) {
    a.sound(); // 각 객체의 실제 타입 메서드가 호출됨
}

메서드 매개변수 타입에 활용

void makeSound(Animal a) {
    a.sound(); // Dog든 Cat이든 다 받을 수 있음
}

오버로딩 vs 오버라이딩 비교

구분오버로딩오버라이딩
바인딩컴파일 타임런타임
관계같은 클래스 내상속 관계
시그니처달라야 함동일해야 함
반환 타입달라도 됨동일 (공변 반환 허용)
@Override불필요권장

다형성의 장점

왜 쓰는가?

  1. 유연성 — 새 타입 추가 시 기존 코드 변경 최소화
  2. 확장성 — List<Animal>에 새 동물 클래스를 추가해도 루프 코드 불변
  3. 결합도 감소 — 구체 타입이 아닌 추상 타입에 의존 (DIP)

그래프 뷰