상속과 다형성

What — 상속(Inheritance)이란?

• 기존 클래스(Base/Parent)의 멤버(데이터 + 함수)를 새 클래스(Derived/Child)가 물려받는 메커니즘
• C++에서는 `: public Base` 구문으로 표현
• 파생 클래스는 기반 클래스의 public·protected 멤버에 접근 가능
• "A Dog IS-A Animal" — 파생 클래스는 기반 클래스의 한 종류

Why — 왜 상속이 필요한가?

• 코드 재사용: 공통 로직을 기반 클래스에 한 번만 작성 → 유지보수 비용 감소
• 계층적 모델링: 현실 세계의 분류 체계(동물→포유류→개)를 코드로 직접 표현 (Stroustrup, 1997)
• 다형성의 토대: 상속 없이는 가상 함수·동적 바인딩 불가능 → OOP 핵심 3요소(캡슐화·상속·다형성) 중 하나
• 만약 상속이 없다면? → 비슷한 클래스마다 같은 필드·함수를 복붙해야 함 → DRY 원칙 위반

How — 상속의 구조

[여기에 다이어그램]

다이어그램 구성 요소:

• 1) 상단 박스: Animal (기반 클래스)
• 필드: name, age
• 함수: eat(), sleep()
• 2) 하단 왼쪽 박스: Dog (파생 클래스)
• 상속 화살표(▲)가 Animal을 가리킴
• 추가 필드: breed
• 추가 함수: bark()
• 물려받은 것: name, age, eat(), sleep()
• 3) 하단 오른쪽 박스: Cat (파생 클래스)
• 상속 화살표(▲)가 Animal을 가리킴
• 추가 함수: purr()
• 물려받은 것: name, age, eat(), sleep()
• 4) 화살표 옆 라벨: "IS-A 관계" — Dog IS-A Animal, Cat IS-A Animal
• 5) 하단 메모리 레이아웃 시각화:
• Dog 객체 = [Animal 부분: name | age] + [Dog 부분: breed]
• 기반 클래스 부분이 먼저 배치됨을 색상으로 구분

상속 접근 지정자에 따른 차이

• public 상속: Base의 public → Derived에서도 public, Base의 protected → Derived에서도 protected (가장 일반적)
• protected 상속: Base의 public·protected 모두 → Derived에서 protected
• private 상속: Base의 public·protected 모두 → Derived에서 private (구현 상속, IS-A가 아닌 HAS-A에 가까움)

IS-A vs HAS-A 구분

• IS-A(상속): "Dog는 Animal이다" → Dog : public Animal
• HAS-A(합성): "Car는 Engine을 가지고 있다" → Car 클래스 안에 Engine 멤버 변수
• Sutter & Alexandrescu(2004)는 "상속보다 합성을 선호하라"고 권고 — 불필요한 상속은 결합도를 높임
• 상속이 적절한 경우: 기반 클래스 포인터/참조로 파생 객체를 다뤄야 할 때(다형성)

기반 클래스 생성·소멸 순서

• 생성: Base 생성자 → Derived 생성자 (기반이 먼저 완성되어야 파생이 그 위에 구축)
• 소멸: Derived 소멸자 → Base 소멸자 (역순 — 스택 풀기와 동일 원리)
• 파생 클래스 생성자의 초기화 리스트에서 기반 클래스 생성자를 호출: `Dog(std::string n) : Animal(n) {}`

핵심 정리

• 상속 = 기존 클래스 확장 → 코드 재사용 + 타입 계층 구축
• public 상속만이 진정한 IS-A 관계를 표현
• 상속은 다형성(virtual 함수)의 전제 조건 — 다음 레슨에서 다룰 핵심 토대