6장. 객체와 자료구조

자료 추상화

자료를 세세하게 공개하기 보다는 추상적인 개념으로 표현하는 편이 좋다.

변수를 private 으로 선언하고, 각 값마다 조회 함수와 설정 함수를 제공한다면 구현을 외부로 노출하는 셈이다 (?)

구현을 감추려면 추상화가 필요하다. 추상 인터페이스를 제공해 사용자가 구현을 모른 채 자료의 핵심을 조작할 수 있어야 진정한 의미의 클래스다.

// 구체적인 Vehicle 클래스
// 변수를 그대로 리턴하는 함수
interface Vehicle {
    fun getFuelThankCapacityInGallons()
    fun getGallonsOfGasoline()
}

// 추상적인 Vehicle 클래스
// 백분율이라는 추상적인 개념으로 반환하기에, 어디서 오는지 사용자에게 드러나지 않는다.
interface Vehicle {
    fun getPercentFuelRemaining()
}

인터페이스나 조회/설정 함수만으로는 추상화가 이뤄지지 않는다. 그러므로 개발자는 객체가 포함하는 자료를 표현할 가장 좋은 방법을 심각하게 고민해야 한다.

가장 나쁜 것은, 아무 생각 없이 조회/설정 함수를 추가하는 것.

자료/객체 비대칭

• 객체는 추상화 뒤로 자료를 숨긴 채 자료를 다루는 함수만 공개한다.

• 자료구조는 자료를 그대로 공개하며 별다른 함수는 제공하지 않는다.

객체와 자료구조의 정의는 본질적으로 상반된다. 즉, 객체 지향 코드에서 어려운 변경은 절차적인 코드에서 쉬우며, 절차적인 코드에서 어려운 변경은 객체 지향 코드에서 쉽다.

 

절차 지향 코드

class Square {
  var topLeft: Point? = null
  var side = 0.0
}

class Rectangle {
  var topLeft: Point? = null
  var height = 0.0
  var width = 0.0
}

class Circle {
  var center: Point? = null
  var radius = 0.0
}

class Geometry {
  val PI = 3.141592653589793
  @Throws(NoSuchShapeException::class)
  fun area(shape: Any?): Double {
    if (shape is Square) {
      val s = shape
      return s.side * s.side
    } else if (shape is Rectangle) {
      val r = shape
      return r.height * r.width
    } else if (shape is Circle) {
      val c = shape
      return PI * c.radius * c.radius
    }
    throw NoSuchShapeException()
  }
}

객체 지향 코드

class Square : Shape {
  private val topLeft: Point? = null
  private val side = 0.0
  fun area(): Double {
    return side * side
  }
}

class Rectangle : Shape {
  private val topLeft: Point? = null
  private val height = 0.0
  private val width = 0.0
  fun area(): Double {
    return height * width
  }
}

class Circle : Shape {
  private val center: Point? = null
  private val radius = 0.0
  val PI = 3.141592653589793
  fun area(): Double {
    return PI * radius * radius
  }
}

 

모든 것이 객체라는 생각은 미신이며, 때에 따라 단순한 자료 구조와 절차적인 코드가 적합하기도 하다.

객체 지향 설계 진영에서는 VISITOR 패턴, Dual-Patch 등의 기법을 사용해 이러한 문제를 해결한다고 한다.

VISITOR 패턴

주로 상속 없이 클래스에 메서드를 효과적으로 추가하기 위해 사용한다.

interface Element {
   fun accept(val visitor: Visitor): Int
}

// 각 클래스 별로 Visitor 를 받아줄 메소드 정의
class BagElement : Element {
  ...

  @Override
  fun accept(val visitor: Visitor): Int {
      return visitor.visit(this)
  }
}

class ShoesElement : Element {
  ...

  @Override
  fun accept(val visitor: Visitor): Int {
      return visitor.visit(this)
  }
}

// 여기서 메서드 오버로딩
interface Visitor {
   fun visit(val bagElement: BagElement): Int
   fun visit(val shoesElement: ShoesElement): Int
}

// 오버로딩한 메서드 구현체 정의
class CartVisitor : Visitor {
  @Override
  fun visit(val bagElement: BagElement): Int {}

  @Override
  fun visit(val shoesElement: ShoesElement): Int {}

}

// VISITOR 패턴 적용 예시
val elements: Array<Element> = arrayOf<Element>(
   BagElement(40000, "좋은 가방"),
   BagElement(10000, "그냥 가방"),
   ShoesElement(200000, "창묵이의 첼시 부츠", 270),
   ShoesElement(250000, "정석이의 범고래", 270),
   ShoesElement(300000, "현민이의 반스 올드스쿨", 265)
)

val visitor = CartVisitor()
var totalPrice = 0
for (element in elements) {
     totalPrice += element.accept(visitor)
}

하지만 합성 객체의 내부 구조가 VISITOR에 열리게 되므로 캡슐화를 위반한다는 문제점이 생긴다.

디미터 법칙

객체는 조회 함수로 내부 구조를 공개하면 안된다.

기차 충돌

클래스 C 의 메서드 f 는 다음과 같은 객체의 메서드만 호출해야 한다.

• 클래스 C
• f 가 생성한 객체
• f 인수로 넘어온 객체
• C 인스턴스 변수에 저장된 객체

하지 말아야 할 것은, 위에서 허용된 메서드가 반환하는 객체의 메서드를 호출하는 것.

이러한 상황을 기차 충돌 이라고 부른다

val outputDir = ctxt.getOptions().getScratchDir().getAbsolutePath()

조회 함수를 사용하는 바람에, ctxt, ScratchDir, Options 가 객체인지 자료 구조인지 헷갈리게 된 것.

객체는 내부 구조를 숨겨야 하고, 자료 구조는 내부 구조를 노출하게 되는데 객체일 경우에만 디미터 법칙이 적용된다.

이러한 코드는 일반적으로 조잡하다 여겨지는 방식이므로 피하는 것이 좋다.

디미터 법칙을 위반하는지 여부는 내부에

자료구조는 함수 없이 공개 변수만 포함하고, 객체는 비공개 변수와 공개 함수를 표현하면 간단해진다. (물론 자료 구조에도 조회/설정 함수를 정의하는 경우가 존재 ex. Bean)

// 안 좋은 예시
val outputDir = ctxt.getOptions().getScratchDir().getAbsolutePath()

// 좋은 예시
val opts: Options = ctxt.getOptions()
val scratchDir: File = opts.getScratchDir()
val outputDir: String = scratchDir.getAbsolutePath()

 

잡종 구조

절반은 객체, 절반은 자료 구조인 잡종 구조가 때때로 발생하기도 한다.

• 중요한 기능을 수행하는 함수 존재
  • 공개 변수나 공개 조회/설정 함수 존재, 비공개 변수를 그대로 노출

  private val street: String
  
  ...
  
  fun getStreet(): String {
    ...
  }

이러한 구조는 새로운 함수는 물론이고 새로운 자료 구조도 추가하기 어렵다(?)

 

구조체 감추기

객체라면 뭔가를 하라고 말해야지, 속을 드러내라고 말하면 안 된다.

예를 들어 임시 디렉터리 경로를 구해서 임시 파일을 생성하는 상황을 가정할 수 있다.

// 임시 디렉터리 경로
val outputDir = ctxt.getAbsolutePathOfScratchDirectoryOption()

// 임시 파일 만들기
val outFile: String = outputDir + "/" + className.replace('.', '/') + ".class"
val fout = FileOutputStream(outFile)
val bos = BufferedOutputStream(fout)

아래와 같이 ctxt 객체에 임시 파일을 생성하라고 시킨다면 코드가 더 간단해지고, 객체 내부를 공개할 필요가 없어진다.

모듈에서 해당 함수는 자신이 몰라야 하는 여러 객체를 탐색할 필요가 없어지게 된다.

val bos: BufferedOutputStream = ctxt.createScratchFileStream(classFileName)

따라서 디미터 법칙을 위반하지 않는다.

자료 전달 객체

자료 구조체의 전형적인 형태는 공개 변수만 있고, 함수가 없는 클래스.

이를 DTO(Data Transfer Object) 라고 부른다.

DB 에 저장된 가공되지 않은 정보를 애플리케이션 코드에서 사용할 객체로 변환하는 일련의 단계에서 가장 처음으로 사용하는 구조체이다.

좀 더 일반적인 형태로 빈 구조가 있는데, 비공개 변수를 조회/설정 함수로 조작한다.

저자는 빈 구조를 일종의 사이비 캡슐화라고 한다..

활성 레코드

공개 변수가 있거나, 비공개 변수에 조회/설정 함수가 있는 자료 구조. DTO 의 특수한 형태

save, find 같은 탐색 함수도 제공하여, DB 테이블이나 다른 소스에서 자료를 직접 변환한다.

하지만 여기에 비즈니스 규칙 메서드를 추가하면 자료 구조도 아니고 객체도 아닌 잡종 구조가 되어 버린다.

잡종 구조로 만들지 않으려면, 활성 레코드는 자료 구조로 취급하고 비즈니스 규칙을 담으면서 내부 자료를 숨기는 객체는 따로 생성하자.

결론

저자는 기존 객체에 기존 동작을 변경하지 않으면서 새 객체 타입을 추가하기는 쉬운 반면, 기존 객체에 새 동작을 추가하는 것은 어렵다고 한다.

그리고 자료구조는 정확히 객체와 상호배타적인 성격을 지닌다고 하는데, 내가 생각하기로는 어디까지나 다형성을 갖는 객체에 한해서 라고 생각이 든다.

내가 생각했을 때 기존 객체에 새 동작을 추가하는 것이 어려운 경우는 어떠한 행위를 구현/확장 하기를 원하는 인터페이스나 추상 클래스가 존재하는 상황이라고 생각하기 때문이다.