[Java] Abstraction (추상화)

추상화는 사용자에게 구현 세부 사항을 숨기고 필수적인 특성만 노출하여 복잡한 시스템을 단순화하는 데 중점을 둔다. Abstract classes와 Interfaces 특정 구현을 강제하지 않고 동작을 정의함으로써 이를 용이하게 한다.

 

• Core Principles
  • Interfaces vs. Abstract Classes
    : 인터페이스는 동작을 정의하지 않고 계약을 지정하는 반면 (Java 8 이전), 추상 클래스는 부분적인 동작을 정의하고 공유 특성을 적용할 수 있다.
  • Implementation Hiding
    : 추상화는 구현 세부 사항을 사용자에게 숨겨서 복잡성을 줄이고 코드 유지는 관리성을 향상시킨다.
• Advanced Usage
  • Abstract Classes with Concrete Methods
    : 추상 클래스는 하위 클래스의 유틸리티 함수 역할을 하는 구체적인 메서드를 가질 수 있다.
  • Interfaces with Default Methods
    : Java 8은 인터페이스에 기본 메서드를 도입해 기존 구현을 손상시키지 않고 메서드를 공유할 수 있게 됐다.
• Real-World Application (실졔 애플리케이션)
  • Database Access Layer
    : 데이터베이스 액세스를 위한 인터페이스는 세부 사항을 추상화해 백엔드에서 클라이언트 코드에 영향을 주지 않고 한 데이터베이스 시스템에서 다른 데이터베이스 시스템으로 전환할 수 있도록 한다.
  • Payment Processing Systems
    : 다양한 결제 게이트웨이에서 PaymentProcessor 인터페이스를 구현해 전자상거래 애플리케이션에 유연성을 부여할 수 있다.
• Common Pitfalls (일반적인 함정)
  • Interface Segregation
    : 너무 많은 메소드를 포함하는 과부하 인터페이스는 Interface Segregation Principle (ISP, 인터페이스 분리 원칙)을 위반할 수 있다. 인터페이스를 특정 동작에 집중하도록 해야한다.
  • Improper Use of Abstract Classes
    : 추상 클래스는 불필요한 복잡성을 초래할 수 있으므로 단순한 구체적인 클래스나 유틸리티 메서드로 충분할 수 있는 곳에 사용해서는 안된다.
• Basic Interface
  : 애플리케이션에 여러 유형의 결제 수단이 필요한 시나리오를 가정해보자. Payment 인터페이스를 정의해 모든 결제 클래스에 표준 구조를 적용할 수 있다.
  

  public interface Payment {
      // Abstract method
      void processPayment(double amount);
  
      // Default method (Java 8+)
      default void initiatePayment() {
          System.out.println("Initiating payment...");
      }
      
      // Static method (Java 8+)
      static void logPayment() {
          System.out.println("Logging payment transaction.");
      }
  }
  
  public class CreditCardPayment implements Payment {
      @Override
      public void processPayment(double amount) {
          System.out.println("Processing credit card payment of $" + amount);
      }
  }
  
  public class PayPalPayment implements Payment {
      @Override
      public void processPayment(double amount) {
          System.out.println("Processing PayPal payment of $" + amount);
      }
  }
  
  // Usage
  public class PaymentProcessor {
      public static void main(String[] args) {
          Payment creditCardPayment = new CreditCardPayment();
          creditCardPayment.initiatePayment();
          creditCardPayment.processPayment(100.0);
          
          Payment.logPayment();
          
          Payment payPalPayment = new PayPalPayment();
          payPalPayment.processPayment(50.0);
      }
  }

• Basic Abstract Class
  : 다양한 유형의 직원 (예: 풀타임, 파트타임)을 이름 ID, 급여 계산과 같은 몇 가지 공통 기능과 상태로 표현해야 하는 시나리오를 생각해보자.
  

  public abstract class Employee {
      private String name;
      private int id;
  
      public Employee(String name, int id) {
          this.name = name;
          this.id = id;
      }
  
      // Concrete method
      public String getName() {
          return name;
      }
  
      public int getId() {
          return id;
      }
  
      // Abstract method
      public abstract double calculateSalary();
  }
  
  public class FullTimeEmployee extends Employee {
      private double salary;
  
      public FullTimeEmployee(String name, int id, double salary) {
          super(name, id);
          this.salary = salary;
      }
  
      @Override
      public double calculateSalary() {
          return salary;
      }
  }
  
  public class PartTimeEmployee extends Employee {
      private double hourlyRate;
      private int hoursWorked;
  
      public PartTimeEmployee(String name, int id, double hourlyRate, int hoursWorked) {
          super(name, id);
          this.hourlyRate = hourlyRate;
          this.hoursWorked = hoursWorked;
      }
  
      @Override
      public double calculateSalary() {
          return hourlyRate * hoursWorked;
      }
  }
  
  // Usage
  public class EmployeeProcessor {
      public static void main(String[] args) {
          Employee fullTime = new FullTimeEmployee("Alice", 101, 60000);
          System.out.println(fullTime.getName() + "'s Salary: $" + fullTime.calculateSalary());
  
          Employee partTime = new PartTimeEmployee("Bob", 102, 20, 100);
          System.out.println(partTime.getName() + "'s Salary: $" + partTime.calculateSalary());
      }
  }