추상 함수와 추상 클래스(Abstract Class) 그리고 인터페이스(Interface)

게시 2024.02.02

By 고양이 사서 6 분읽는 시간

순수 가상 함수(Pure Virtual Function)

순수 가상 함수는 구현이 없는 가상 함수로, 파생 클래스에서 반드시 재정의해야 하는 함수를 의미합니다.

순수 가상 함수는 클래스의 선언에서 = 0 으로 표시됩니다.

  
class Base
{
public:
    virtual void pureVirtualFunction() = 0; // 순수 가상 함수
};

이 함수는 구현이 없으며, 이 클래스를 상속받은 파생 클래스에서 이 함수를 반드시 구현해야 합니다.

추상 클래스(Abstract Class)

추상 클래스는 한 개 이상의 순수 가상 함수를 포함하는 클래스입니다.

추상 클래스는 그 자체로는 인스턴스화할 수 없으며, 이 클래스를 상속받는 파생 클래스에서 순수 가상 함수를 구현해야 합니다.

단, 추상 클래스 타입의 포인터나 참조로는 사용할 수 있습니다.

(당연하게도 추상 클래스를 사용하는 이유 중 하나가, 공통적인 동작에 대한 다형적인 접근을 사용할 수 있게 하기 위해서도 있기 때문입니다.)

  
class Derived : public Base
{
public:
    void pureVirtualFunction() override
    {
      // 순수 가상 함수 구현
    }
};

int main()
{
    Base* ptr = new Derived();
    ptr->pureVirtualFunction();
}

인터페이스(Interface)

C++에서는 인터페이스라는 개념이 명시적으로 존재하지 않지만, 순수 가상 함수만을 가지는 추상 클래스를 인터페이스라고 부릅니다.

실제로 추상 클래스(Abstract Class)는 순수 가상 함수(Pure Virtual Function)만을 가지는게 아니라, 구현 할 수 있는 가상 함수라던가, 멤버 변수 또한 가질 수 있습니다.

즉, 추상 클래스란, 공통적인 기능을 여러 클래스에 제공하면서도, 일부 메서드는 하위 클래스에서 반드시 구현하도록 강제할 때 유용합니다.

하지만, 인터페이스(Interface)는 다형성을 구현하고, 클래스 간의 결합도를 낮추는데 목적이 있습니다.

조금 다르게 말하자면, 인터페이스는 서로 다른 클래스나 컴포넌트가 클래스의 내부 구현을 외부에 노출하지 않고 공통된 방법으로 상호 작용할 수 있도록 합니다.

이는 정보 은닉과 캡슐화를 강화하여 유지보수성과 확장성을 높이고 다형성(polymorphism)을 가능하게 하여 코드의 유연성을 높입니다.

보다 쉽게 설명드리자면,

서로 다른 클래스나 컴포넌트가
공통된 방법(인터페이스에서 정의한 메서드)으로 상호작용 하게 하고 싶은데
어딘가에 특정(상속)되지도 않고, 어쩌면 떨어져 있어도 될 것 같은 기능이라면 인터페이스로 구현

예를 들어, 게임 내에서 플레이어, 몬스터, 건물 등 다양한 객체가 있을 수 있고, 이들 모두 다양한 방법으로 데미지를 받을 수 있습니다.

하지만, 데미지를 처리하는 기능을 상속으로 구현하기에는 “어딘가에 특정(상속)되지도 않고”에 해당하는 것 같습니다.

이때, 이러한 객체들이 데미지를 받는 행동을 공통된 인터페이스를 통해 처리할 수 있습니다.

1．데미지 인터페이스 정의

  
class IDamageable
{
public:
    virtual void takeDamage(int amount) = 0;
};

2．각 클래스에서 IDamageable 구현

  
class Player : public IDamageable {
private:
    int health;
public:
    Player(int h) : health(h) {}
    void takeDamage(int amount) override {
        health -= amount;
        cout << "Player가 " << amount << "의 데미지를 받았습니다. 남은 체력: " << health << endl;
    }
};

class Monster : public IDamageable {
private:
    int health;
public:
    Monster(int h) : health(h) {}
    void takeDamage(int amount) override {
        health -= amount;
        cout << "Monster가 " << amount << "의 데미지를 받았습니다. 남은 체력: " << health << endl;
    }
};

class Building : public IDamageable {
private:
    int durability;
public:
    Building(int d) : durability(d) {}
    void takeDamage(int amount) override {
        durability -= amount;
        cout << "Building이 " << amount << "의 충격을 받았습니다. 남은 내구도: " << durability << endl;
    }
};

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