[Java] 인터페이스와 다형성

이번 포스팅에서는 자바(Java)에서 인터페이스와 다형성에 대하여 공부를 해보고자 한다.

 

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인터페이스의 역할

인터페이스는 클라이언트 프로그램에 어떤 메서드를 제공하는지 미리 알려주는 명세(sepcification) 또는 약속의 역할을 한다.

인터페이스는 디폴트 메서드와 정적 메서드 구현부(implementation part)가 없다면 무용지물이다.

 

예를 들어 Abc 인터페이스를 구현한 A클래스와 이 클래스를 사용하는 Z 프로그램이 있다고 가정했을 때, ABC 인터페이스에는 구현할 추상 메서드가 모두 선언되어 있고, 어떤 메개변수가 사용되는지, 어떤 자료형 값이 반환되는지 선언되어 있다.

즉 Z 프로그램에서는 A 클래스의 구현 코드 전체를 살펴보지 않고 Abc 인터페이스의 선언부만 봐도 이 A 클래스를 어떻게 사용할지 알 수 있다.

 

만약 Z 프로그램에서 Abc 인터페이스를 구현한 다른 클래스인 B를 사용하고 싶다면, 인터페이스 명세에 따라 A 클래스에서 B 클래스로 교체해서 사용할 수 있다.

A, B, C 클래스가 모두 Abc 인터페이스를 구현했다면, 다음과 같이 Z 프로그램에서 Abc를 클래스 형으로 선언하여 코드를 작성할 수 있다.

Abc abc;
abc = new A();
abc = new B();
abc = new C();

• 각 클래스를 사용할 때 클래스에서 구현한 내용을 몰라도 Abc 인터페이스에서 선언한 메서드의 매개변수 자료형과 반환 값만 알면 Abc 인터페이스를 구현한 어떤 클래스든 사용할 수 있다.

 

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인터페이스와 다형성

인터페이스를 사용하면 다형성을 구현하여 확장성 있는 프로그램을 만들 수 있다.

즉 클라이언트 프로그램을 많이 수정하지 않고 기능을 추가하거나 다른 기능을 사용할 수 있다.

 

예제

'고객 상담 전화 배분 프로그램' 만들기

 

구현할 배분 방식

1. 순서대로 배분(RoundRobin): 모든 상담원이 동일한 상당 건수를 처리하도록 들어오는 전화 순서대로 상담원에게 하나씩 배분한다.
2. 짧은 대기열 찾아 배분(LeastJob): 고객 대기시간을 줄이기 위해 상담을 하지 않는 상담원이나 가장 짧은 대기열을 보유한 상담원에게 배분한다.
3. 우선순위에 따라 배분(PriorityAllocation): 고객 등급에 따라 등급이 높은 고객의 전화를 우선 가져와서 업무 능력이 좋은 상담원에게 우선 배분

 

클래스 설계도

 

• Scheduler 인터페이스에는 1~3에서 모두 공통으로 사용하는 메서드를 선언한다.
• getNexCall( )은 다음 전화를 가져오는 기능, sendCallToAgent( )는 상담원에게 전화를 배분하는 기능을 담당한다.
• Scheduler 인터페이스가 두 개의 추상 메서드를 선언했기 때문에 해당 인터페이스를 구현하는 각 클래스도 모두 추상 메서드 2개를 구현해야 한다.

 

Scheduler 인터페이스 정의

public interface Scheduler {
    public void getNextCall();
    public void sendCallToAgent();	
}

• Scheduler 인터페이스는 추상 메서드 2개를 선언한다.

 

RoundRobin 클래스

//상담원 한명씩 돌아가며 동일하게 상담업무를 배분합니다.
public class RoundRobin implements Scheduler{
    @Override
    public void getNextCall() {
        System.out.println("상담 전화를 순서대로 대기열에서 가져옵니다");	
    }

    @Override
    public void sendCallToAgent() {
        System.out.println("다음 순서 상담원에게 배분합니다.");	
    }
}

 

• RoundRobin 클래스는 예제 시나리오 1을 구현한 것이다.
• 고객센터에 걸려온 상담 전화를 순서대로 가져와서 상담원에게 배분한다.

 

LeastJob 클래스

// 현재 상담업무가 없거나 상담대기가 가장 작은 상담원에게 배분합니다.
public class LeastJob implements Scheduler{
    @Override
    public void getNextCall() {
        System.out.println("상담 전화를 순서대로 대기열에서 가져옵니다");	
    }

    @Override
    public void sendCallToAgent() {
        System.out.println("현재 상담업무가 없거나 상담대기가 가장 작은 상담원에게 할당합니다.");
    }
}

• 고객 센터에 걸려온 상담전화를 순서대로 가져와서 현재 상담 업무가 없거나 상담 대기가 가장 적은 상담원에게 배분한다.

 

PriorityAllocation 클래스

// 고객등급이 높은 고객부터 대기열에서 가져와 업무 능력이 높은 상담원 우선으로 배분합니다.
public class PriorityAllocation implements Scheduler{
    @Override
    public void getNextCall() {
        System.out.println("고객 등급이 높은 고객의 전화를 먼저 가져옵니다.");
    }
    
    @Override
    public void sendCallToAgent() {
        System.out.println("업무 skill 값이 높은 상담원에게 우선적으로 배분합니다.");
    }
}

• 고객 센터에서 걸려온 상담 전화 중 고객 등급이 높은 고객의 전화를 먼저 가져와서 업무 능력이 가장 좋은 상담원에게 배분한다.

 

입력 문제에 따라 배분 정책을 정하고 실행하는 프로그램

public class SchedulerTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println("전화 상담 할당 방식을 선택 하세요.");
        System.out.println("R : 한명씩 차례로 할당 ");
        System.out.println("L : 쉬고 있거나 대기가 가장 적은 상담원에게 할당 ");
        System.out.println("P : 우선순위가 높은 고객 먼저 할당 ");

        //할당 방식을 입력받아 ch 변수에 대입
        int ch = System.in.read();
        Scheduler scheduler = null;

        //입력받은 값이 R 또는 r이면 RoundRobin 클래스 생성
        if(ch == 'R' || ch == 'r'){
            scheduler = new RoundRobin();
        }
        //입력받은 값이 L 또는 l이면 LeastJob 클래스 생성
        else if(ch == 'L' || ch == 'l'){
            scheduler = new LeastJob();
        }
        //입력받은 값이 P 또는 p이면 PriorityAllocation 클래스 생성
        else if(ch == 'P'|| ch == 'p'){
            scheduler = new PriorityAllocation();
        }
        else{
            System.out.println("지원되지 않는 기능입니다.");
            return;
        }

        //어떤 정책인가와 상관없이 인터페이스에 선언한 메서드 호출
        scheduler.getNextCall();
        scheduler.sendCallToAgent();
    }
}

• 9행에서 문자를 입력받으면 입력 문자에 해당하는 배분 정책 클래스를 생성하여 대입한다.
• RoundRobin, LeastJob, PriorityAllocation 클래스로 생성한 인스턴스는 모두 Scheduler형 변수에 대입할 수 있다.
• 사용할 인스턴스가 어떤 클래스로 생성되었는지와 상관없이 30~31행처럼 인터페이스에서 제공하는 메서드를 호출하면 된다.
  (인터페이스를 활용해 다형성을 구현)

 

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클라이언트가 클래스를 사용하는 방법

위에서 정의한 상담 전화 배분 정책은 언제든지 바뀔 수 있다.

이러한 경우 추가로 만들어야 하는 배분 정책은 Scheduler 인터페이스를 구현하는 새 클래스로 만들면 된다.

어떤 클래스를 구현하건 클라이언트가 인터페이스를 구현한 클래스를 사용하는 방식은 다음 코드와 같다.

scheduler.getNextCall();
scheduler.sendCallToAgent();

 

클라이언트 프로그램은 각 클래스의 구현 방법을 몰라도 인터페이스에서 선언된 매개변수, 반환 값을 보고 클래스를 사용할 수 있다.

 

 

인터페이스는 구현된 클래스를 사용하는 클라이언트 코드와 기능을 제공하는 코드 사이의 약속이다.

 

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