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C# - 인터페이스의 메서드가 다형성을 제공할까요? (virtual일까요?)

이 글을 쓰려니.. 참 부끄럽군요. ^^; 저는 여태껏 C#의 인터페이스 메서드는 기본적으로 virtual이라고 알고 있었습니다. 사실, 인터페이스의 IL 정의를 보면 virtual이라고 지정돼 있으며,

public interface IMessage
{
    void Write();
}

/* IL 코드
.class interface public auto ansi abstract IMessage
{
    .method public hidebysig newslot abstract virtual instance void Write () cil managed 
    {
    }
}
*/

클래스와 비교했을 때 당연히 일반 메서드는 virtual이 없고 virtual이 명시된 메서드에만 위에서 본 "virtual" 예약어가 정의됩니다.

public class Test
{
    public void Write() { }

    public virtual void Log() { }
}

.class public auto ansi beforefieldinit Test extends [mscorlib]System.Object
{
    .method public hidebysig instance void Write () cil managed 
    {
        // ...[생략]...
    }

	.method public hidebysig newslot virtual instance void Log () cil managed 
	{
		 // ...[생략]...
	}

    // ...[생략]...
}

보는 바와 같이, 인터페이스에 정의된 메서드와 일반 클래스에 정의된 virtual 메서드의 차이점은,

.method public hidebysig newslot abstract virtual instance void Write () cil managed
.method public hidebysig newslot          virtual instance void Log ()   cil managed

abstract의 차이점뿐입니다.




그런데 실제로 코딩을 해보면, 인터페이스의 메서드는 상속받은 클래스에서 구현한 경우 일반 메서드처럼 "virtual"이 누락된 것처럼 동작하고, 따라서 다형성조차도 제공되지 않습니다.

using System;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IMessage msg = new UserMessage();
            msg.Write(); // 출력 결과: Message.Write
        }
    }
}

public interface IMessage
{
    void Write();
}

public class Message : IMessage
{
    public void Write()
    {
        Console.WriteLine("Message.Write");
    }
}

public class UserMessage : Message
{
    // new를 지정하지 않으면 컴파일 경고 발생 
    // warning CS0108: 'UserMessage.Write()' hides inherited member 'Message.Write()'. Use the new keyword if hiding was intended.
    public new void Write()
    {
        Console.WriteLine("UserMessage.Write");
    }
}

구현한 인터페이스 메서드에 다형성을 제공하려면 명시적으로 virtual 예약어를 (상속받은) 클래스 수준에서 제공해야 합니다.

IMessage msg = new UserMessage();
msg.Write(); // 출력 결과: UserMessage.Write

public class Message : IMessage
{
    public virtual void Write()
    {
        Console.WriteLine("Message.Write");
    }
}

public class UserMessage : Message
{
    public override void Write()
    {
        Console.WriteLine("UserMessage.Write");
    }
}

(만약, 인터페이스 메서드에 직접 virtual 예약어를 명시하면 "CS0501 'IMessage.Write()' must declare a body because it is not marked abstract, extern, or partial" 오류가 발생합니다.)




물론, 현업에서 이런 식으로 만들지는 않겠지만 다형성을 제공해야 한다면 처음 상속받은 클래스에서 명시하는 것이 권장됩니다. 안 그러면 다음과 같이 이상한 상황도 발생할 수 있을 것입니다.

Message msg = new AdminMessage();
msg.Print(); // "Message.Print"

UserMessage msg2 = new AdminMessage();
msg2.Print(); // "AdminMessage.Print"

public interface IMessage
{
    void Print();
}

public class Message : IMessage
{
    public void Print()
    {
        Console.WriteLine("Message.Print");
    }
}

public class UserMessage : Message
{
    public new virtual void Print()
    {
        Console.WriteLine("UserMessage.Print");
    }
}

public class AdminMessage : UserMessage
{
    public override void Print()
    {
        Console.WriteLine("AdminMessage.Print");
    }
}

재미있는 것은, 인터페이스의 메서드가 꼭 다형성이 없다고 볼 수도 없습니다. 예를 들어 다음의 인터페이스를,

interface IAdd
{
    int Add(int arg1, int arg2);
}

public class Adder : IAdd
{
    public int Add(int arg1, int arg2) => arg1 + arg2;
}

다형성이 없는 메서드가 구현된 클래스로 바꾸려고 하면 이번엔 구현 클래스에서 명시적인 new를 필요로 하고,

public class IAdd
{
    public int Add(int arg1, int arg2) => 0;
}

public class Adder : IAdd
{
    public new int Add(int arg1, int arg2) => arg1 + arg2;
}

그렇다고 인터페이스처럼 동작하도록 만들기 위해 abstract로 바꾸려고 하면 아예 상속 구조 전체에서 virtual 메서드가 적용된 것이므로 차이가 발생합니다.

public abstract class IAdd
{
    public abstract int Add(int arg1, int arg2);
}

public class Adder : IAdd
{
    public override int Add(int arg1, int arg2) => arg1 + arg2;
}

즉, 인터페이스는 참 이상한 정의라고 볼 수 있는데, 간단하게 정리하면 1레벨 수준의 상속에 대해서만 다형성을 제공하는 것입니다.

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




어쨌든, 이것 때문에 또 책의 내용을 수정해야만 했습니다. ^^;




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 8/18/2021]

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