Apple 에서 공개한 The Swift Programming Language (Swift 5.7) 책의 Inheritance 부분1을 번역하고, 설명이 필요한 부분은 주석을 달아서 정리한 글입니다. 전체 번역은 Swift 5.7: Swift Programming Language (스위프트 프로그래밍 언어) 에서 확인할 수 있습니다.
클래스는 다른 클래스의 메소드, 속성, 및 다른 성질 (characteristics) 을 상속 (inherit) 할 수 있습니다. 한 클래스가 다른 걸 상속할 때, 상속하는 클래스를 하위 클래스 (subclass) 라고 하고, 상속을 주는 클래스를 상위 클래스 (superclass) 라고 합니다. 상속은 스위프트에서 클래스와 다른 타입을 구별하는 기본 동작입니다.
스위프트 클래스는 자신의 상위 클래스에 속한 메소드, 속성, 및 첨자에 접근하여 호출할 수도 있고, 그 메소드, 속성, 및 첨자의 재정의 버전을 제공하여 동작을 개량하거나 수정할 수도 있습니다. 스위프트는 재정의한 정의와 일치하는 상위 클래스 정의가 있는지 검사함으로써 재정의가 올바르도록 도와줍니다.
클래스는 속성 값을 바꿀 때 알림을 받기 위해서 상속한 속성에 속성 관찰자를 추가할 수도 있습니다. 원본이 저장인지 계산 속성인지에 상관 없이, 어떤 속성에든 속성 관찰자를 추가할 수 있습니다.
또 다른 클래스를 상속하지 않는 어떤 클래스든 기초 클래스 (base class)2 라고 합니다.
스위프트 클래스는 ‘보편 기초 클래스 (universal base class)’ 를 상속하지 않습니다.3 상위 클래스를 지정하지 않고 정의한 클래스는 자동으로 기초 클래스가 됩니다.
아래 예제는 Vehicle 이라는 기초 클래스를 정의합니다. 이 기초 클래스는 currentSpeed 라는 저장 속성을 정의하는데, (속성 타입은 Double 로 추론하고) 0.0 이라는 기본 값을 가집니다. currentSpeed 속성 값은 차량 (vehicle) 설명을 생성하는 description 이라는 String (타입) 읽기-전용 계산 속성이 사용합니다.
Vehicle 기초 클래스는 makeNoise 라는 메소드도 정의합니다. 이 메소드는 실제로 기초 Vehicle 인스턴스에선 아무 것도 안하지만, 나중에 Vehicle 의 하위 클래스에서 사용자 정의할 겁니다:
class Vehicle {
var currentSpeed = 0.0
var description: String {
return "traveling at \(currentSpeed) miles per hour"
}
func makeNoise() {
// 아무 것도 안함 - 임의의 차량은 소음을 만들 필요가 없음
}
}
타입 이름 뒤에 빈 괄호를 작성하는, 초기자 구문 (initializer syntax) 을 가지고 Vehicle 의 새 인스턴스를 생성합니다:
let someVehicle = Vehicle()
새 Vehicle 인스턴스를 생성했으면, description 속성에 접근하여 현재 차량 속도를 사람이-이해할 수 있게 인쇄할 수 있습니다:
print("Vehicle: \(someVehicle.description)")
// "Vehicle: traveling at 0.0 miles per hour" 를 인쇄함
Vehicle 클래스는 임의의 차량에 공통인 성질을 정의하지만, 그 자체론 별 쓸모가 없습니다. 더 유용해지려면, 더 특정한 종류의 차량을 설명하도록 개량할 필요가 있습니다.
하위 클래스 만들기 (subclassing) 는 기존 클래스를 기초로 새로운 클래스를 만드는 행동입니다. 하위 클래스 (subclass) 는 기존 클래스의 성질을 상속한 다음, 나중에 개량할 수 있습니다. 하위 클래스에서 새로운 성질을 추가할 수도 있습니다.
하위 클래스에 상위 클래스가 있다고 지시하려면, 상위 클래스 이름 앞에, 콜론으로 구분된, 하위 클래스 이름을 작성합니다:
class SomeSubclass: SomeSuperclass {
// 하위 클래스 정의를 여기에 둠
}
다음 예제는, Vehicle 이라는 상위 클래스를 가진, Bicycle 이라는 하위 클래스를 정의합니다:
class Bicycle: Vehicle {
var hasBasket = false
}
새 Bicycle 클래스는, currentSpeed 와 description 속성 및 makeNoise() 메소드 같은, Vehicle 의 모든 성질을 자동으로 얻습니다.
상속한 성질에 더해, Bicycle 클래스는, hasBasket 이라는, 새로운 저장 속성을 정의하는데, (속성은 Bool 타입으로 추론하고) false 라는 기본 값을 가집니다.
기본적으로, 새로 생성한 어떤 Bicycle 인스턴스에도 바구니 (basket) 가 없을 겁니다. 한 특별한 Bicycle 인스턴스의 hasBasket 속성은 그 인스턴스를 생성한 후 true 라고 설정할 수 있습니다:
let bicycle = Bicycle()
bicycle.hasBasket = true
Bicycle 인스턴스의 currentSpeed 상속 속성을 수정하고, 인스턴스의 description 상속 속성을 조회할 수도 있습니다:
bicycle.currentSpeed = 15.0
print("Bicycle: \(bicycle.description)")
// "Bicycle: traveling at 15.0 miles per hour" 를 인쇄함
하위 클래스 그 자체도 하위 클래스를 만들 수 있습니다. 다음 예제는 “탠덤 (tandem)” 이라는 2-인승 자전거를 위해 Bicycle 의 하위 클래스를 생성합니다:
class Tandem: Bicycle {
var currentNumberOfPassengers = 0
}
Tandem 은 Bicycle 의 모든 속성과 메소드를 상속하고, (Bicycle 은) 차례대로 Vehicle 의 모든 속성과 메소드를 상속합니다. Tandem 하위 클래스는, 0 이라는 기본 값을 가지고, currentNumberOfPassengers 라는 새로운 저장 속성도 추가합니다.
Tandem 의 인스턴스를 생성하면, 자신의 새 속성이든 상속 속성이든 어떤 것과도 작업할 수 있으며, Vehicle 에서 상속한 읽기-전용 description 속성도 조회할 수 있습니다:
let tandem = Tandem()
tandem.hasBasket = true
tandem.currentNumberOfPassengers = 2
tandem.currentSpeed = 22.0
print("Tandem: \(tandem.description)")
// "Tandem: traveling at 22.0 miles per hour" 를 인쇄함
하위 클래스는 상위 클래스에서 상속하게 될 인스턴스 메소드, 타입 메소드, 인스턴스 속성, 타입 속성, 및 첨자에 대하여 자신만의 구현을 제공할 수 있습니다. 이를 재정의 (overriding) 라고 합니다.
상속하게 될 성질을 재정의하려면, 재정의할 정의의 접두사로 override 키워드를 붙입니다. 그럼으로써 재정의를 제공하는 게 의도한 것이고 실수로 일치하는 정의를 제공하지 않을 것임을 분명하게 합니다. 의도하지 않은 재정의는 예상치 못한 동작을 유발할 수 있으며, override 키워드 없는 재정의는 어떤 것이든 코드 컴파일 때 에러로 진단합니다.
override 키워드는 재정의 클래스의 상위 클래스 (나 부모 클래스 하나) 가 제공한 재정의와 일치하는 선언을 가지고 있는지 스위프트 컴파일러가 즉시 검사하게 하기도 합니다. 이 검사는 재정의가 올바르도록 보장합니다.
하위 클래스에서 메소드, 속성, 및 첨자를 재정의할 때, 재정의의 일부분으로써 기존 상위 클래스 구현을 사용하는 게 유용할 때가 있습니다. 예를 들어, 기존 구현의 동작을 개량하거나, 수정한 값을 기존 상속 변수에 저장할 수 있습니다.
적절한 곳에서, super 접두사를 사용함으로써 상위 클래스 버전의 메소드나, 속성, 또는 첨자에 접근할 수 있습니다:
someMethod() 라는 이름의 재정의 메소드는 재정의 메소드 구현 안에서 super.someMethod() 를 호출함으로써 상위 클래스 버전의 someMethod() 를 호출할 수 있습니다.someProperty 라는 재정의 속성은 재정의한 획득자나 설정자 구현 안에서 super.someProperty 하고 하여 상위 클래스 버전의 someProperty 에 접근할 수 있습니다.someIndex 의 재정의 첨자는 재정의 첨자 구현 안에서 super[someIndex] 라고 하여 동일 첨자의 상위 클래스 버전에 접근할 수 있습니다.상속한 인스턴스 메소드나 타입 메소드를 재정의하면 하위 클래스 안에서 맞춤식 또는 대체 구현을 제공할 수 있습니다.
다음 예제는 Train 이라는 새로운 Vehicle 하위 클래스를 정의하는데, 이는 Vehicle 에서 Train 이 상속한 makeNoise() 메소드를 재정의합니다:
class Train: Vehicle {
override func makeNoise() {
print("Choo Choo")
}
}
새 Train 인스턴스를 생성하고 makeNoise() 메소드를 호출하면, Train 하위 클래스 버전의 메소드를 호출하는 걸 볼 수 있습니다:
let train = Train()
train.makeNoise()
// "Choo Choo" 를 인쇄함
상속한 인스턴스 속성이나 타입 속성을 재정의하면 그 속성에 자기가 정의한 획득자와 설정자를 제공하거나, 실제 속성 값이 바뀔 때 재정의 속성이 관찰할 수 있게 속성 관찰자를 추가할 수 있습니다.
Overriding Property Getters and Setters (속성 획득자 및 설정자 재정의하기)
상속 속성은 소스 구현이 저장인지 계산 속성인지에 상관없이, 어떤 (any) 상속 속성에든 사용자 정의 획득자 (및 적절하다면, 설정자) 를 제공하여 재정의할 수 있습니다. 상속한 속성의 태생이 저장인지 계산인지는 하위 클래스가 알 수 없습니다-이는 상속한 속성이 가진 정해진 이름과 타입만을 압니다. 재정의할 속성의 이름과 타입은 반드시 둘 다 정식으로 알려서, 똑같은 이름과 타입을 가진 상위 클래스 속성과 일치하는 지를 컴파일러가 검사할 수 있게 해야 합니다.
하위 클래스의 속성 재정의에서 획득자와 설정자 둘 다 제공함으로써 상속한 읽기-전용 속성이 읽기-쓰기 속성이 되도록 할 수 있습니다. 하지만, 읽기-쓰기 속성을 읽기-전용 속성이 되게 할 순 없습니다.
속성 재정의 부분에서 설정자를 제공할 경우, 반드시 항상 재정의에서 획득자도 제공해야 합니다. 재정의 획득자 안에서 상속한 속성 값을 수정하고 싶지 않으면, 획득자에서
super.someProperty를 반환함으로써 상속 값을 단순히 통과시킬 수 있으며, 여기서someProperty는 재정의할 속성의 이름입니다.
다음 예제는, Vehicle 의 하위 클래스인, Car 라는 새로운 클래스를 정의합니다. Car 클래스는, 기본 값이 1 인, gear 라는 새로운 저장 속성을 도입합니다. Car 클래스는 Vehicle 에서 상속한 description 속성도 재정의하여, 현재 기어 (gear) 상태를 포함한 자신만의 설명을 제공합니다:
class Car: Vehicle {
var gear = 1
override var description: String {
return super.description + " in gear \(gear)"
}
}
description 속성 재정의는, Vehicle 클래스의 description 속성을 반환하는, super.description 호출로 시작합니다. 그런 다음 Car 클래스 버전의 description 이 설명 (description) 끝에 현재 기어에 대한 정보를 제공하는 어떠한 부가 문장을 추가합니다.
Car 클래스의 인스턴스를 생성하고 gear 와 currentSpeed 속성을 설정하면, description 속성이 Car 클래스 안에서 정의한 맞춤식 설명을 반환하는 걸 볼 수 있습니다:
let car = Car()
car.currentSpeed = 25.0
car.gear = 3
print("Car: \(car.description)")
// "Car: traveling at 25.0 miles per hour in gear 3" 를 인쇄함
Overriding Property Observers (속성 관찰자 재정의하기)
속성 재정의를 사용하면 상속한 속성에 속성 관찰자를 추가할 수 있습니다. 이는, 그 속성의 원본 구현 방법과는 상관없이, 상속한 속성 값이 바뀔 때 알림을 받을 수 있게 합니다. 속성 관찰자에 대한 더 많은 정보는, Property Observers (속성 관찰자) 부분을 보도록 합니다.
상속한 상수 저장 속성이나 상속한 읽기-전용 계산 속성엔 속성 관찰자를 추가할 수 없습니다. 이 속성은 값을 설정할 수 없으므로, 재정의 부분에서
willSet이나didSet구현을 제공하는 게 적절하지 않습니다.동일한 속성에 재정의 설정자 및 재정의 속성 관찰자 둘 다를 제공할 순 없다는 것도 기억하기 바랍니다. 속성 값이 바뀌는 걸 관찰하고 싶은데, 사용자 정의 설정자를 속성에 이미 제공했다면, 어떤 값 바뀜이든 사용자 정의 설정자 안에서 단순히 관찰할 수 있습니다.
다음 예제는, Car 의 하위 클래스인, AutomaticCar 라는 새로운 클래스를 정의합니다. AutomaticCar 클래스는, 현재 속도를 기초로 자동으로 적절한 기어를 선택하는, 자동 변속기 (gearbox) 를 가진 자동차를 나타냅니다:
class AutomaticCar: Car {
override var currentSpeed: Double {
didSet {
gear = Int(currentSpeed / 10.0) + 1
}
}
}
AutomaticCar 인스턴스의 currentSpeed 속성을 설정할 때마다, 속성의 didSet 관찰자가 인스턴스의 gear 속성을 새 속도에 맞게 적절히 선택한 기어로 설정합니다. 특별히, 새 currentSpeed 값을 10 으로 나누고, 가장 가까운 정수로 내림한 후, 1 을 더한 기어를 속성 관찰자가 선택합니다. 속도가 35.0 이면 기어를 4 로 만듭니다:
let automatic = AutomaticCar()
automatic.currentSpeed = 35.0
print("AutomaticCar: \(automatic.description)")
// "AutomaticCar: traveling at 35.0 miles per hour in gear 4" 를 인쇄함
최종 (final) 으로 표시함으로써 메소드나, 속성, 및 첨자의 재정의를 막을 수 있습니다. 이렇게 하려면 메소드나, 속성, 및 첨자의 도입자 키워드 앞에 final 수정자를 (final var, final func, final class func, 및 final subscript 같이) 작성하면 됩니다.
최종인 메소드나, 속성, 및 첨자를 하위 클래스에서 재정의하려는 어떤 시도도 컴파일-시간 에러라고 보고합니다. 익스텐션 (extension) 의 클래스에 추가한 메소드나, 속성, 및 첨자을 익스텐션 정의 안에서 최종이라고 표시할 수도 있습니다.
클래스 정의에 있는 class 키워드 앞에 final 수정자를 (final class 같이) 작성함으로써 전체 클래스를 최종으로 표시할 수 있습니다. 최종 클래스의 하위 클래스를 만들려는 어떤 시도도 컴파일-시간 에러라고 보고합니다.
이 글에 대한 원문은 Inheritance 에서 확인할 수 있습니다. ↩
프로그래밍 언어마다 ‘base class’ 라는 용어의 의미가 조금씩 다른데, ‘base class’ 를 ‘상위 클래스 (superclass)’ 의 의미로 사용하는 언어도 있습니다. 하지만, 스위프트의 기초 클래스 (base class) 는 상위 클래스 (superclass) 와 의미가 조금 다릅니다. 스위프트의 기초 클래스는 상위 클래스 여부와는 상관없이, 아무 클래스도 상속하지 않는 클래스, 즉, 상속 계층이 있다면 최상단에 위치하게 되는 클래스를 의미합니다. ↩
‘보편 기초 클래스 (universal base class)’ 는 객체 지향 프로그래밍 언어에서 모든 객체가 상속을 받아햐 하는 클래스를 말합니다. 보통 상속 계층 최상단에 위치하며 Object 라는 이름이 붙는 경우가 많습니다. 오브젝티브-C 언어도 NSObject 라는 보편 기초 클래스를 가지고 있습니다. 객체 지향 프로그래밍 언어는 이런 보편 기초 클래스를 가진 경우가 많습니다. 스위프트 클래스는 기본적으로 보편 기초 클래스를 상속하진 않지만, 오브젝티브-C 와 호환되도록 하려면, NSObject 라는 보편 기초 클래스를 상속해야 합니다. 클래스 앞에 @objc 를 붙이는 것도 NSObject 를 상속하게 만드는 겁니다. ↩