[6장] 객체와 자료구조
변수를 비공개(private)로 정의하는 이유가 있다. 남들이 변수에 의존하지 않게 만들고 싶어서다. 변수 타입이나 구현을 맘대로 바꾸고 싶어서다. 그렇다면 어째서 수많은 프로그래머가 조회(Getter) 함수, 수정(Setter)함수를 당연하게 공개(public)해서 비공개 변수를 외부에 노출할까?
자료 추상화
BAD: 구체적인 Point클래스
public class Point {
public double x;
public double y;
}
GOOD: 추상적인 Point클래스
public interface Point {
double getX(); // 조회는 각각 가능
double getY();
void setCartesian(double x, double y); // 수정할 때는 2개의 값을 동시에 넣어주어야 한다.
double getR();
double getTheta();
void setPolar(double r, double theta); // 수정할 때는 2개의 값을 동시에 넣어주어야 한다.
}
BAD 코드인 구체적인 Point 클래스는 직교좌표계를 확실히 사용하는 것을 알 수 있다. 개별적으로 좌표값을 읽고 설정하게 강제한다. 즉, 구현을 외부로 노출한다.
GOOD 코드인 추상적인 클래스는 점이 직교좌표계를 사용하는지, 극좌표계를 사용하는지 알 수 가 없다. 그럼에도 불구하고 인터페이스는 자료구조를 명백하게 표현한다. 구현을 감추려면 추상화가 필요하다.
추상 인터페이스를 제공해 사용자가 구현을 모른 채 자료의 핵심을 조작할 수 있어야 진정한 의미의 class이다.
BAD: 구체적인 Vehicle 클래스
public interface Vehicle {
double getFuelTankCapacityInGallons();
double getGallonsOfGasoline();
}
- 자동차 연료 상태를 구체적인 숫자 값으로 표현
GOOD: 추상적인 Vehicle 클래스
public interface Vehicle {
double getPercentFuelRemaining();
}
- 자동차 연료 상태를 백분율의 추상적인 개념으로 표현
자료를 세세하게 공개하기 보다는 추상적인 개념으로 표현하는 편이 좋다. 인터페이스나 조회/설정 함수만으로는 추상화가 이루어지지 않는다. 아무 생각 없이 조회/설정 함수를 추가하는 방법이 가장 나쁘다.
자료/객체 비대칭
앞서 말한 두가지 예제는 객체와 자료구조 사이에 벌어진 차이를 보여준다. 객체와 자료 구조는 근본적으로 양분된다. 각 도형 클래스는 간단한 자료구조. 아무런 메서드를 제공하지 않는다.
객체 추상화 뒤에 자료를 숨긴 채, 자료를 다루는 함수만 제공
public class Square {
public Point topLeft;
public double side;
}
public class Rectangle {
public Point topLeft;
public double height;
public double width;
}
public class Circle {
public Point center;
public double radius;
}
자료 구조자료를 그대로 공개, 별다른 함수를 제공하지 않는다.
public class Geometry {
public final double PI = 3.141592653589793;
public double area(Objects shape) throws NoSuchShapeException {
if (shape instanceof Square) {
Square s = (Square) shape;
return s.side * s.side;
} else if (shape instanceof Rectangle) {
Rectangle r = (Rectangle) shape;
return r.height * r.width;
} else if (shape instanceof Circle) {
Circle c = (Circle) shape;
return PI * c.radius * c.radius;
}
throw new NoSuchShapeException();
}
}
절차 지향적 특징
기존 자료 구조(여기서는 도형 class)를 변경하지 않으면서, 함수 추가 용이하다. 자료 구조(여기서는 도형 class)를 추가하기 어렵다. 기존의 함수들을 모두 변경해야 한다.
-> 새로운 함수를 추가하기에 용이하다.
// 다형적인 도형(객체 지향)(Polymorphic)
public class Square implements Shape {
private Point topLeft;
private double side;
public double area() {
return side * side;
}
}
public class Rectangle implements Shape {
private Point topLeft;
private double height;
private double width;
public double area() {
return height * width;
}
}
public class Circle implements Shape {
private Point center;
private double radius;
public final double PI = 3.141592653589793;
public double area() {
return PI * radius * radius;
}
}
객체 지향적 특징
함수를 변경하지 않으면서 자료 구조를 추가하기 쉽다. 함수를 추가할 때는 기존 자료 구조를 전부 변경해야 한다.
절차 지향적
- 자료 구조 추가 어려움 (기존 함수들 모두 변경해야 함)
- 함수 추가 용이
객체 지향적
- 자료 구조 추가 용이
- 함수 추가 어려움 (기존 자료 구조들 모두 변경해야 함)
분별있는 프로그래머는 모든 것이 객체라는 생각이 미신임을 잘 안다. 때로는 단순한 자료 구조와 절차적인 코드가 가장 적합한 상황도 있다.
디미터 법칙
디미터 법칙이란 모듈이 자신이 조작하는 객체의 속사정을 몰라야 한다는 법칙이다. 즉, 객체는 조회 함수(Getter 등)로 내부 구조를 공개하면 안된다는 의미이다.
즉, 디미터 법칙은 클래스 C 의 메서드 F 는 다음과 같은 객체의 메서드만 호출해야 한다. 고 주장한다.
- 클래스 C
- F 가 생성한 객체
- F 인수로 넘어온 객체
- C 인스턴스 변수에 저장된 객체 하지만 위 객체에서 허용된 메서드가 반환하는 객체의 메서드는 호출하면 안 된다.
EX)
final String ouputDir = ctxt.getOptions().getScratchDir().getAbsolutePath();
객체가 반환한 객체의 메서드를 사용하고 있다. 이는 디미터 법칙을 위반한 것이다.
// 일반적인 기법
public void method() {
A a = new A();
a.setXXX("XXX");
a.setYYY("YYY");
a.setZZZ("ZZZ");
}
// 체이닝 기법 - 대표적인 예로 Builder 패턴이 있음
// 디미터 법칙 1번 클래스 C를 리턴하므로 법칙에 준수함
```java
public void method() {
A a = new A();
a.setXXX("XXX") // this를 리턴
.setYYY("YYY") // this를 리턴
.setZZZ("ZZZ"); // this를 리턴
}
참고로 자기 자신의 객체를 리턴해서 사용하는 체이닝 기법은 가능하다.
체이닝 기법
체이닝 기법은 위 상황과 달리 자기 자신의 객체를 리턴해서 사용하는 기법 즉, this를 반환하여 보다 깔끔하고 명확한 코드를 만들 수 있게 해준다.
기차 충돌
final String ouputDir = ctxt.getOptions().getScratchDir().getAbsolutePath();
위와 같은 코드를 기차 충돌(train wreck)이라고 부른다. 여러 객차가 한 줄로 이어진 기차처럼 보이는 현상이다.
Options opts = ctxt.getOptions();
File scratchDir = opts.getScratchDir();
final String outputDir = scratchDir.getAbsolutePath();
- ctxt, Options, ScratchDir 이 객체라면 디미터 법칙을 위반 (내부 구조를 숨겨야 하므로)
- ctxt, Options, ScratchDir 이 자료 구조라면 디미터 법칙이 적용되지 않는다. (당연히 내부 구조를 공개하므로)
자료 구조 형태 - 절차 지향법
final String outputDir = ctxt.options.scratchDir.absolutePath;
- 무조건 함수 없이 public 참조 변수들(공개 변수)을 직접 호출하기에 자료 구조 형태임을 알 수 있다.
- 코드를 위와 같이 구현한다면 디미터 법칙을 거론할 필요가 없어진다.
잡종 구조
절반은 객체, 절반은 자료 구조인 구조가 잡종 구조이다. 이런 잡종 구조는 새로운 함수, 새로운 자료 구조도 추가하기 어렵다. 양쪽의 단점만 모아놓은 구조이므로 잡종 구조는 되도록 피하는 편이 좋다.
구조체 감추기
만약 ctxt, Options, ScratchDir 이 진짜 객체라면?
- 위의 개선된 코드도 잘못된 형태다.
- 위의 코드들이 왜 사용되는지 확인하고, 내부의 객체를 가져다 쓰는 것이 아닌 메시지 를 보내 필요한 정보를 반환하도록 해야 한다.
- 즉, ctxt 객체가 뭔가를 하라고 해야지, 속을 드러내면 안된다.
BufferedOutputStream bos = ctxt.createScratchFileStream(classFileName);
자료 전달 객체
자료 구조체의 전형적인 형태 : 공개 변수(public)만 있고 함수가 없는 클래스다. -> 자료 전달 객체(Data Transfer Object : DTO)
좀 더 일반적인 형태 빈(Bean) 구조 : 비공개 변수(private), 조회/설정(Getter, Setter) 함수로 조작
활성 레코드 : DTO의 특수한 형태 - (Bean 구조 + save, find 메서드 포함)
- 공개 변수가 있거나 비공개 변수에 조회 설정 함수가 있는 자료 구조
- 대개 save나 find와 같은 탐색 함수도 제공한다.
- 활성 레코드는 데이터베이스 테이블이나 다른 소스에서 자료를 직접 반환한 결과이다.
- 활성 레코드를 자료 구조로 취급하여 비즈니스 규칙을 담으면서, 내부 자료를 숨기는 객체는 따로 생성한다.(여기서 내부 자료는 활성 레코드의 인스턴스일 확률이 높다.)
결론
객체는 동작을 공개하고 자료를 숨긴다. 그래서 기존 동작을 변경하지 않으면서 새 객체 타입을 추가하기 쉽지만 기존 객체에 새 동작을 추가하기는 어렵다. 자료 구조는 별다른 동작 없이 자료를 노출한다. 그래서 기존 자료 구조에 새 동작을 추가하기는 쉬우나 기존 함수에 새 자료 구조를 추가하기는 어렵다. 어떤 시스템을 구현할 때 새로운 자료 타입을 추가하는 유연성이 필요하면 객체가 더 적합하다. 다른 경우로 새로운 동작을 추가하는 유연성이 필요하면 자료 구조와 절차적인 코드가 더 적합하다.
Reference
- 클린코드 , 로버트C. 마틴
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