Swift 공식 문서 정리 - 상속 (Inheritance)

안녕하세요. 오늘은 Swift '상속(Inheritance)'에 대해 알아보겠습니다. 객체지향 프로그래밍의 중요한 특성인 상속이 Swift에서는 어떻게 구현되는지, 다양한 예제와 함께 살펴보겠습니다.

📌 상속이란? (Inheritance)

상속은 한 클래스가 다른 클래스의 메서드, 프로퍼티, 그리고 다른 특성을 물려받는 객체지향 프로그래밍의 핵심 개념입니다. Swift에서 상속은 클래스에서만 가능한 특별한 기능으로, 상속을 받는 클래스를 하위 클래스(subclass), 상속을 제공하는 클래스를 상위 클래스(superclass)라고 합니다.

상속(Inheritance): 기존 클래스의 특성(프로퍼티, 메서드 등)을 새 클래스가 물려받는 것

하위 클래스(Subclass): 다른 클래스에서 상속받는 클래스

상위 클래스(Superclass): 다른 클래스에게 특성을 물려주는 클래스

📌 기본 클래스 정의 (Base Class)

상속 관계의 시작점이 되는 클래스를 **기본 클래스(Base Class)**라고 합니다. Swift에서는 다른 언어들과 달리 모든 클래스가 자동으로 상속하는 범용 기본 클래스가 없습니다.

class Vehicle {
    var currentSpeed = 0.0
    var description: String {
        return "traveling at \(currentSpeed) miles per hour"
    }
    func makeNoise() {
        // 기본 구현은 아무것도 하지 않음
    }
}

let someVehicle = Vehicle()
print("Vehicle: \(someVehicle.description)")
// 출력: "Vehicle: traveling at 0.0 miles per hour"

기본 클래스(Base Class): 다른 클래스로부터 상속받지 않은 클래스

저장 프로퍼티(Stored Property): 인스턴스의 일부로 값을 저장하는 프로퍼티(예: currentSpeed)

계산 프로퍼티(Computed Property): 값을 저장하지 않고 계산하여 제공하는 프로퍼티(예: description)

📌 하위 클래스 만들기 (Subclassing)

하위 클래스는 상위 클래스의 모든 특성을 상속받고, 추가로 새로운 특성을 정의할 수 있습니다. 하위 클래스를 정의할 때는 클래스 이름 뒤에 콜론(:)을 붙이고 상위 클래스 이름을 명시합니다.

class Bicycle: Vehicle {
    var hasBasket = false
}

let bicycle = Bicycle()
bicycle.hasBasket = true      // Bicycle의 새 프로퍼티
bicycle.currentSpeed = 15.0   // Vehicle에서 상속받은 프로퍼티
print("Bicycle: \(bicycle.description)")
// 출력: "Bicycle: traveling at 15.0 miles per hour"

하위 클래스는 또 다른 하위 클래스의 상위 클래스가 될 수 있습니다.

class Tandem: Bicycle {
    var currentNumberOfPassengers = 0
}

let tandem = Tandem()
tandem.hasBasket = true                // Bicycle에서 상속
tandem.currentNumberOfPassengers = 2   // Tandem의 새 프로퍼티
tandem.currentSpeed = 22.0             // Vehicle에서 상속
print("Tandem: \(tandem.description)")
// 출력: "Tandem: traveling at 22.0 miles per hour"

하위 클래스화(Subclassing): 기존 클래스를 기반으로 새 클래스를 만드는 과정

상속 계층(Inheritance Hierarchy): 여러 단계의 상속으로 형성된 클래스들의 관계

📌 재정의 (Overriding)

하위 클래스는 상위 클래스로부터 상속받은 특성(메서드, 프로퍼티, 서브스크립트)을 자신만의 구현으로 대체할 수 있습니다. 이를 **재정의(Overriding)**라고 합니다.

Swift에서 재정의를 할 때는 항상 override 키워드를 사용해야 합니다. 이는 의도적인 재정의임을 명확히 하고, 실수로 재정의하는 것을 방지합니다.

메서드 재정의 (Overriding Methods)

class Train: Vehicle {
    override func makeNoise() {
        print("Choo Choo")
    }
}

let train = Train()
train.makeNoise()
// 출력: "Choo Choo"

override 키워드: 상위 클래스의 특성을 재정의함을 명시적으로 표시하는 키워드

프로퍼티 재정의 (Overriding Properties)

상속받은 프로퍼티를 재정의할 때는 getter와 setter를 모두 제공하거나, 프로퍼티 관찰자를 추가할 수 있습니다.

class Car: Vehicle {
    var gear = 1
    override var description: String {
        return super.description + " in gear \(gear)"
    }
}

let car = Car()
car.currentSpeed = 25.0
car.gear = 3
print("Car: \(car.description)")
// 출력: "Car: traveling at 25.0 miles per hour in gear 3"

super: 상위 클래스의 메서드, 프로퍼티, 서브스크립트에 접근할 때 사용하는 키워드

getter/setter 재정의: 상위 클래스에서 정의된 프로퍼티의 읽기/쓰기 동작을 변경하는 것

프로퍼티 관찰자 재정의 (Overriding Property Observers)

상속받은 프로퍼티에 프로퍼티 관찰자를 추가하여 값이 변경될 때 특정 동작을 수행할 수 있습니다.

class AutomaticCar: Car {
    override var currentSpeed: Double {
        didSet {
            gear = Int(currentSpeed / 10.0) + 1
        }
    }
}

let automatic = AutomaticCar()
automatic.currentSpeed = 35.0
print("AutomaticCar: \(automatic.description)")
// 출력: "AutomaticCar: traveling at 35.0 miles per hour in gear 4"

프로퍼티 관찰자(Property Observer): 프로퍼티 값의 변화를 감지하여 특정 액션을 실행하는 메커니즘

didSet: 프로퍼티 값이 변경된 직후에 호출되는 관찰자

willSet: 프로퍼티 값이 변경되기 직전에 호출되는 관찰자

프로퍼티 관찰자 사용 시 주의사항:

• 상수 저장 프로퍼티나 읽기 전용 계산 프로퍼티에는 관찰자를 추가할 수 없습니다.
• 같은 프로퍼티에 대해 setter와 프로퍼티 관찰자를 동시에 재정의할 수 없습니다.

📌 재정의 방지 (Preventing Overrides)

특정 메서드, 프로퍼티, 서브스크립트가 하위 클래스에서 재정의되는 것을 방지하고 싶다면 final 키워드를 사용합니다.

class Vehicle {
    final var maximumSpeed = 150.0
    final func stop() {
        currentSpeed = 0.0
    }
}

클래스 자체를 상속이 불가능하게 만들고 싶다면, 클래스 선언 앞에 final 키워드를 붙입니다.

final class SportsCar {
    // 이 클래스는 상속될 수 없음
}

final 키워드: 클래스, 메서드, 프로퍼티, 서브스크립트가 하위 클래스에서 재정의되는 것을 방지하는 키워드

📌 상속의 활용과 장점

상속은 코드 재사용성을 높이고 계층적 구조를 만들어 관련 타입들 사이의 관계를 명확하게 표현할 수 있게 해줍니다. 하지만 과도한 상속은 코드를 복잡하게 만들 수 있으므로, 필요한 경우에만 적절히 사용하는 것이 좋습니다.

상속을 사용하기 좋은 경우:

• is-a 관계가 성립할 때 (예: 자전거는 탈것이다)
• 공통 기능을 여러 클래스가 공유할 때
• 명확한 계층 구조가 필요할 때

상속보다 합성(Composition)을 고려해야 할 경우:

• has-a 관계가 성립할 때 (예: 자전거는 바구니를 가지고 있다)
• 유연한 기능 조합이 필요할 때
• 단일 상속의 제한을 극복해야 할 때

📌 정리

• Swift의 상속 메커니즘은 객체지향 프로그래밍의 핵심 원칙을 반영하면서도 타입 안전성을 유지하는 방식으로 구현되어 있습니다.
• override와 final 같은 키워드를 통해 의도를 명확히 표현하고 실수를 방지할 수 있으며, 상위 클래스의 기능을 확장하거나 수정하는 유연한 방법을 제공합니다.