[C#]abstract 한정자 의미와 활용

abstract 란?

abstract 한정자의 의미는 abstract가 사용되는 곳에 누락되거나 불완전한 구현이 있다는 것을 의미합니다. 즉, 파생 클래스에서 그 불완전하거나 누락된 부분을 구현해야하는거죠. abstract 클래스의 목적은 여러 파생 클래스에서 공유할 수 있는 기본 클래스의 공통적인 정의를 제공하는 것입니다. 일반적으로는 클래스로 묶을 때, 하위 클래스가 반드시 구현해야하는 규칙을 명시하거나 상위 클래스를 통해 접근하고자 할 때 사용하는 것으로 알고있습니다.

쉽게 생각하면 골자만 만들어진 설계도 정도로 보면 되지 않을까요. 자동차를 예를 들면 차는 문이 있고 운전대와 좌석이 있어야 한다. (여기까지가 abstract) 차 종류별로 위의 규칙은 지키되 문이 위로 열릴수도 옆으로 열릴수도 있게끔 만드는 거죠. (하위 클래스의 구현)

특징

• abstract 한정자는 클래스, 메서드, 프로퍼티, 인덱서, 이벤트와 함께 사용가능하다.
• abstract가 사용되면 파생클래스에서 구현되어야 한다.
• 추상 클래스 (abstract class)
• 추상 클래스는 인스턴스화 될 수 없다.
• 변수와 메서드 선언은 일반 클래스와 동일하게 할 수 있다. (물론 virtual도 사용가능)
• 상속을 제한하는 sealed와는 같이 사용할 수 없다.
• 추상 메서드 (abstract method)
• 추상 메서드의 선언은 추상 클래스에서만 허용된다.
• 추상 메서드는 암시적으로 가상(virtual) 함수이다. 
• 기본적으로 동작은 virtual 함수와 같지만, virtual과 달리 abstract는 파생 클래스에서 반드시 구현해야한다.
• 추상 메서드는 구현부가 존재하지 않는다. ex) public abstract void test();
• 파생 클래스에서는 동일한 시그니쳐 메서드에 override 키워드를 통해 재정의한다.
• private, static, virtual 키워드와는 사용 불가능하다.

예제

    
    public abstract class Monster
    {
        public int hp;
        public void setHp(int _hp)
        {
            hp = _hp;
        }
        public abstract void hit();
    }

    public class Orc : Monster
    {
        
        public override void hit()
        {
            Console.WriteLine("Orc hit HP: " + hp);
        }
    }

    public class Elf : Monster
    {
        public override void hit()
        {
            Console.WriteLine("Elf hit HP: " + hp);
        }
    }

Monster를 abstract 클래스로 만들고,  setHp라는 일반 메서드와 hit라는 추상 메소드를 선언했습니다.

Orc와 Elf는 Monster를 상속받아 hit를 재정의 하고 있습니다.

상속받는 클래스에서 hit를 override하지 않으면 오류가 발생합니다.

    
        static void Main(string[] args)
        {
            Orc monster1 = new Orc();
            Elf monster2 = new Elf();

            monster1.setHp(10);
            monster1.hit();
            monster2.setHp(20);
            monster2.hit();

            Monster monster3 = new Orc();
            Monster monster4 = new Elf();


            Console.WriteLine("////////////////////");
            monster3.setHp(30);
            monster3.hit();
            monster4.setHp(40);
            monster4.hit();

        }

위는 각 클래스 변수에 해당 클래스의 인스턴스를 담고, 아래는 Monster 변수에 하위 클래스 인스턴스를 담고 있습니다.

어느쪽도 abstract에서 구현된 setHp 함수가 잘 동작하고, hit역시 상속받은대로 잘 동작되고있습니다.

abstract 클래스는 자기 자신을 인스턴스로 삼을 수 없습니다.

abstract 의 활용

 이전 포스팅인 virtual에서 언급되었듯이 abstract는 여러 클래스들이 공통적으로 가져야 할 특징들을 정의해 놓는 것이죠. virtual과 크게 다른 점은 virtual은 선택형이고, abstract는 반드시 구현해야 한다는 점과 인스턴스로써 만들 수 있냐의 차이입니다. 때문에 abstract는 몬스터의 hit, attack, move 등 모든 몬스터가 반드시 가져야 할 함수를 선언하여 몬스터라는 그룹을 정의 할 때 쓰입니다.  모든 몬스터가 공통적으로 행동해야하는 함수라면 미리 구현을 하고, 모든 몬스터가 공통적으로 가지되 개별적으로 동작해야하는 함수라면 abstract로 선언하여 상속시 반드시 구현하도록 하죠. 

 예를들어 abstract를 활용해 RPG 게임의 몬스터를 만든다고 생각해보죠. 가장 상위 클래스인 Monster는 타격시 호출되는 Hit는 공통적으로 쓰기위해 구현하고, 나머지 move와 attack은 하위 클래스가 반드시 구현할 수 있도록 abstract로 만듭니다. 그리고 선공형, 비선공형 몬스터로 소분류를 만들어 Move에서 적을 쫒거나 무시하는 로직을 추가해 구현을 하고, 그 하위로 세부 몬스터인 Orc나 Slime에서 특징에 따라 Attack을 만듭니다. ( 몬스터별로 얼음을 쓰기도 독을 쓰기도 하니까요.)

  
    public abstract class Monster
    {
        public void Hit()
        {
            //Do Hit;
        }
        public abstract void Move();
        public abstract void attack();
    }
    
    public abstract class AggressiveMonster:Monster
    {
        public override void Move()
        {
            //Move Aggressive
        }
    }
    
    public class Slime:AggressiveMonster
    {
        public override void attack()
        {
            //Attack with poison
        }
    }

 이런식이지 않을까요. 이렇게 하게 몬스터를 분류별로 나누어 유지보수가 용이해지고, 다른 클래스를 작성하는 사람 입장에서는 Monster 클래스만 보고 어떤 함수를 호출해야할지 감을 잡을 수 있죠.

 * 활용 예시는 지극히 개인적인 생각입니다. 혹시 문제가 있거나 잘못된 점이 있으면 말씀부탁드립니다.