상속과 다형성은 어떻게 동작하나요?

Question

상속과 다형성은 어떻게 동작하나요?

Accepted Answer

**상속**은 클래스가 기반 클래스로부터 파생되어 그 멤버를 재사용하고 확장하게 합니다. **다형성**은 파생 객체를 기반 타입을 통해 다루되, 런타임에 올바른 재정의 메서드가 호출되게 합니다(`virtual`/`override`를 통해). 이들은 C#의 핵심 OOP 메커니즘입니다.

## 상속

```csharp
public class Animal
{
    public string Name { get; set; }
    public virtual string MakeSound() => "some sound";   // virtual — 재정의 가능
}

public class Dog : Animal     // Dog는 Animal을 상속(단일 상속)
{
    public override string MakeSound() => "Woof";        // 기반 메서드를 재정의
    public void Fetch() => Console.WriteLine("fetching");
}

var dog = new Dog { Name = "Rex" };
dog.Name;          // Animal로부터 상속됨
dog.MakeSound();    // "Woof"
```

파생 클래스(`Dog : Animal`)는 기반 클래스의 멤버를 상속하고 자신의 것을 추가할 수 있습니다. C#은 **단일 상속**(하나의 기반 클래스)을 지원합니다. `base.Method()`는 기반 구현을 호출합니다.

## 다형성 — virtual / override

```csharp
// 서로 다른 파생 타입을 기반 타입을 통해 다룸; 실제 타입의 메서드가 실행됨
List<Animal> animals = new() { new Dog(), new Cat() };
foreach (Animal a in animals)
    Console.WriteLine(a.MakeSound());   // "Woof", "Meow" — 런타임 디스패치
```

**다형성**: 파생 클래스에서 재정의된 `virtual` 메서드는 객체의 실제 타입에 따라 **런타임**에 디스패치됩니다 — 그래서 같은 호출(`a.MakeSound()`)이 타입마다 다른 일을 합니다. 이는 유연하고 확장 가능한 코드를 가능하게 합니다(여러 타입을 일관되게 처리).

## 추상 클래스와 sealed

```csharp
public abstract class Shape
{
    public abstract double Area();        // abstract — 파생이 반드시 구현, 본문 없음
    public string Describe() => $"Area: {Area()}";   // 구체적인 공유 메서드
}
public class Circle : Shape
{
    public double Radius { get; set; }
    public override double Area() => Math.PI * Radius * Radius;
}
// var s = new Shape();   // ❌ 추상 클래스는 인스턴스화 불가

public sealed class Final { }   // sealed — 상속 불가
```

**추상 클래스**는 부분적인 기반을 정의합니다(서브클래스가 반드시 구현해야 하는 추상 메서드와 공유 코드 포함). `sealed`는 더 이상의 상속을 막습니다.

## 왜 중요한가

상속과 다형성은 C#의 핵심 OOP 메커니즘이며, 객체지향 설계와 .NET 프레임워크(이를 광범위하게 사용함)를 다루는 데 기본이므로 이해하는 것이 필수적입니다. **상속**은 "is-a" 관계를 통한 코드 재사용을 제공하지만(Dog는 Animal이다), C#은 단일 상속만 허용합니다. **다형성** — `virtual`/`override`와 런타임 메서드 디스패치를 통한 — 은 특히 중요합니다. 서로 다른 파생 타입을 기반 타입을 통해 일관되게 다루면서 올바른 타입별 동작이 자동으로 실행되게 하여, 유연하고 확장 가능한 설계를 가능하게 합니다(서로 다른 도형들의 컬렉션을 처리하되 각자 자신의 넓이를 계산).

`virtual`/`override` 메커니즘(기반이 메서드를 재정의 가능하다고 표시, 파생 클래스가 재정의, 런타임이 실제 타입의 버전으로 디스패치), **추상 클래스**(서브클래스가 반드시 구현해야 하는 메서드와 공유 코드를 가진 부분적 기반), `sealed`(상속 방지)를 이해하는 것은 클래스 계층을 설계하고 .NET 프레임워크와 라이브러리가 어떻게 구조화되는지 이해하는 데 필요합니다.

상속과 다형성은 객체지향 C#과 프레임워크 자체를 떠받치고, 런타임 다형성은 확장 가능하고 유지보수 가능한 코드의 핵심 enabler이므로, 이를 숙달하는 것 — 특히 다형성을 작동시키는 virtual/override 디스패치 — 은 C#에서 객체지향 설계를 위한 중요하고 자주 적용되는 지식이며, OOP 기초의 이해를 드러내는 흔한 면접 주제입니다.