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6장 객체와 자료 구조

변수를 private로 정의하는 이유가 있다. 남들이 변수에 의존하지 않게 만들고 싶어서이다.

그렇다면 어째서 getter, setter는 당연히 public하게 외부에 노출할까?

자료 추상화

구체적인 Point 클래스

// 직교좌표계를 사용하며, 개별적으로 좌표 변수를 읽고 설정한다.
// 만약 private로 선언하더라도 getter, setter를 public하게 제공한다면 구현을 외부로 노출하는 셈이다. 
public class Point {
    public double x;
    public double y;
}

추상적인 Point 클래스

// 직교좌표계인지 극좌표계인지 모른다. 그럼에도 자료 구조 이상을 표현한다.
// 이는 클래스 메서드 접근 정책(public)을 강제하며 좌표를 읽을 때는 개별적으로 읽어야하지만, 설정은 한번에 한다. 
public interface Point {
    double getX();
    double getY();
    void setCartesian(double x, double y);
    double getR();
    double getTheta();
    void setPolar(double r, double theta);
}

• 구현을 감추려면 추상화 필요하다.
• 그저 getter, setter로 변수를 다룬다고 클래스가 되지 않는다.
• 추상 인터페이스를 제공해 사용자가 구현을 모른 채 자료의 핵심을 조작할 수 있어야 진정한 의미의 클래스다.

구체적인 Vehicle 클래스

// 자동차 연료 상태를 구체적인 숫자 값으로 알려준다.
public interface Vehicle {
    double getFuelTankCapacityInGallons();
    double getGallonsOfGasoline();
}

추상적인 Vehicle 클래스

// 자동차 연료 상태를 백분율이라는 추상적인 개념으로 알려준다.
public interface Vehicle {
    double getFuelTankCapacityInGallons();
}

• 자료를 세세하게 공개하기보다는 추상적인 개념으로 표현하는 편이 좋다.
• 개발자는 객체가 포함하는 자료를 표현하는 가장 좋은 방법을 고민해야한다.
• 아무생각없이 인터페이스 조회/설정 함수를 추가하는 방법이 가장나쁘다.

자료/객체 비대칭

• 자료 구조 : 자료를 그대로 공개하며 별다른 함수는 제공하지 않는다.
• 객체 : 추상화 뒤로 자료를 숨긴 채 자료를 다루는 함수만 공개한다.

절차적인 도형

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;
}

// 도형이 작동하는 방식을 구현
public class Geometry {
    public final double PI = 3.141592653589793;

    public double area(Object 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();
    }
}

• 새 함수를 추가하고 싶다면?
  • 도형 클래스는 영향을 받지 않는다.
  • 도형클래스에 의존하는 다른 클래스도 마찬가지
• 새 도형을 추가하고 싶다면?
  • Geometry클래스에 속한 함수를 모두 고쳐야한다.

Geometry클래스가 모든 도형 클래스를 의존하는 형태

다형적인 도형

// Geometry 클래스는 필요없다.
public interface Shape {
    double area(); // 다형 메서드
}

public class Square implements Shape {
    private Point topLeft;
    private double side;
    
    @Override
    public double area() {
        return side*side;
    }
}

public class Rectangle implements Shape {
    private Point topLeft;
    private double height;
    private double width;
    
    @Override
    public double area() {
        return height * width;
    }
}

public class Circle implements Shape {
    private Point center;
    private double radius;
    public final double PI = 3.141592653589793;
    
    @Override
    public double area() {
        return PI * radius * radius;
    }
}

• 새 도형을 추가하고 싶다면?
  • 기존 함수에 아무런 영향을 미치지 않는다.
• 새 함수를 추가하고 싶다면?
  • 모든 도형 클래스 전부를 고쳐야한다.

모든 도형 클래스가 Shape인터페이스를 의존하는 형태

정리

• 절차적인 코드 : 기존 자료 구조를 변경하지 않고 새 함수를 추가하기 쉽다.
• 객체지향적인 코드 : 기존 함수를 변경하지 않고 새로운 클래스를 추가하기 쉽다.

새로운 함수가 아니라, 새로운 자료 타입이 필요한 경우가 생긴다 ➡️ 객체지향적인 코드

새로운 자료 타입이 아니라, 새로운 함수가 필요한 경우가 생긴다 ➡️ 절차적인 코드

분별 있는 프로그래머는 모든 것이 객체라는 생각이 미신임을 잘 안다. 때로는 단순한 자료 구조와 절차적인 코드가 가장 적합한 상황도 있다.

디미터 법칙

• 디미터 법칙 : 모듈은 자신이 조작하는 객체의 속사정을 몰라야 한다.
  • 객체는 자료를 숨기고 함수를 공개한다. = 객체는 조회 함수로 내부 구조를 공개하면 안된다.
• 디미터 법칙은 "클래스 C의 메서드 f는 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 허용된 메서드가 반환하는 객체의 메서드는 호출하면 안된다.

예시

@Getter
public class User {

  private String email;
  private String name;
  private Address address;

  public boolean isSeoulUser(){
      return address.isSeoulRegion();
  }
}

@Getter
public class Address {

  private String region;
  private String details;

  public boolean isSeoulRegion(){
      return "서울".equals(region);
  }
}

// 디미터 법칙 위반 코드
@Service
public class NotificationService {

  public void sendMessageForSeoulUser(final User user) {
    if("서울".equals(user.getAddress().getRegion())) {
      sendNotification(user);
    }
  }
}

// 디미터 법칙 준수 코드
@Service
public class NotificationService {

  public void sendMessageForSeoulUser(final User user) {
    if(user.isSeoulUser()) {
      sendNotification(user);
    }
  }
}

• 둘다 user의 region을 확인하는 코드이지만, 1번은 객체에게 메세지를 보내는 것이 아니라 객체가 가지는 자료를 확인하고 있다.

출처 : MangKyu's Diary:티스토리

기차 충돌

예제

final String outputDir = ctxt.getOptions().getScratchDir().getAbsolutePath();

• 위 예제는 여러 객체가 한 줄로 이어진 기차처럼 보이기 때문에 흔히 기차 충돌이라고 부른다.
• 일반적으로 조잡하다고 느껴지기 때문에 아래와 같이 나누는 편이 좋다.

Options opts = ctxt.getOptions();
File scratchDir = opts.getScratchDir();
final String outputDir = scratchDir.getAbsolutePath();

• 위 예제를 나누어보면, 많은 객체의 내부구조를 탐색하고 있는 것을 볼 수 있다.
• 만약 ctxt, opts, scratchDir가 객체라면 내부 구조를 숨겨야 하기 때문에 디미터 법칙을 위반하게 된다.
• 하지만 자료구조라면 내부 구조를 노출시키기 때문에 디미터 법칙이 적용되지 않는다.

final String outputDir = ctxt.options.scratchDir.absolutePath;

자료 구조는 무조건 함수 없이 공개 변수만 포함하고 객체는 비공개 변수와 공개 함수를 포함한다면 판단이 쉽다.

하지만 자료 구조에도 조회 함수와 설정 함수를 정의하라 요구하는 프레임워크와 표준이 존재한다. (ex. bean규약)

잡종 구조

• 이런 혼란으로 인해 때때로 절반은 객체, 절반은 자료구조인 잡종 구조가 나온다.
• 잡종 구조 : 중요한 기능을 수행하는 함수도 있고, 공개 변수나 공개 조회/설정 함수도 있다.
  • 공개 조회/설정 함수는 비공개 변수를 그대로 노출한다.
• 이는 새로운 함수는 물론이고 새로운 자료 구조도 추가하기 어렵기 때문에 되도록 피하는 편이 좋다.

구조체 감추기

• 위 예시는 임시 파일을 생성하기 위해 임시 디렉토리의 절대 경로를 얻고있는 예시이다.
• 따라서 위 예시 처럼 공개해야하는 메서드가 많아지는 것보다, ctxt 객체에게 임시 파일을 생성하도록 메시지를 보내는게 더 좋은 방법으로 보인다.

BufferedOutputStream bos = ctxt.createScratchFileStream(classFileName);

자료 전달 객체

• 자료 구조체 : 공개변수만 있고 함수는 없는 클래스
• 자료 전달 객체(Data Transfer Object)
  • 자료 구조체를 때로는 DTO라 한다.
  • DTO는 데이터베이스에 저장된 가공되지 않는 정보를 애플리케이션 코드에서 사용할 객체로 변환할 때 사용한다.

Entity, VO, DTO 차이 , Repository, DAO 차이 공부 필요.

활성 레코드

• 활성 레코드는 자료 구조지만, save나 find와 같은 탐색 함수도 제공한다.
• 활성 레코드에 비지니스로직을 추가해 객체로 취급하는 개발자가 흔하다.
  • 이는 잡종구조가 되어버리므로 바람직하지 않다.
• 해결책으로는 비니지스 로직을 담으면서 자료를 숨기는 객체를 따로 생성하면된다.

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결론

객체는 동작을 공개하고 자료를 숨긴다.

• 기존 동작을 변경하지 않으면서 새 객체 타입을 추기하기 쉬운 반면, 기존 객체에 새 동작을 추가하기는 어렵다.

자료구조는 별다른 동작 없이 자료를 노출한다.

• 기존 자료 구조에 새 동작을 추가하기는 쉬우나, 기존 함수에 새 자료 구조를 추가하기는 어렵다.