클린코드 6장 - 객체와 자료 구조

변수를 비공개(private)로 정의하는 이유가 있다. 남들이 변수에 의존하지 않게 만들고 싶어서다.

충동이든 변덕이든, 변수 타입이나 구현을 맘대로 바꾸고 싶어서다. 

그렇다면 어째서 수많은 프로그래머가 조회(get) 함수와 설정(set) 함수를 당연하게 공개해 비공개 변수를 외부에 노출할까?

 

자료 추상화

목록 6-1과 목록 6-2에서 차이를 살펴보자. 두 클래스 모두 2차원 점을 표현한다. 그런데 한 클래스는 구현을 외부로 노출하고 다른 클래스는 구현을 완전히 숨긴다.

public class Point {
   public double x;
   public double y;
}


public interface Point {
   double getX();
   double getY();
   void setCartesian(double x, double y);
   double getR();
   double getTheta();
   void setPolar(double r, double theta);
}

  아래의 6-2는 점이 직교좌표계를 사용하는지 극좌표계를 사용하는지 알 길이 없다. 둘 다 아닐지도 모른다! 그럼에도 불구하고 인터페이스는 자료구조를 명백하게 표현한다.

  사실 6-2는 자료 구조 이상을 표현한다. 클래스 메서드가 접근 정책을 강제한다. 

  6-1은 확실히 직교좌표계를 사용한다. 구현을 노출한다. 변수를 private으로 선언하더라도 각 값마다 조회 함수와 설정 함수를 제공한다면 구현을 외부로 노출하는 셈이다. 

  변수 사이에 함수라는 계층을 넣는다고 구현이 저절로 감춰지지는 않는다. 구현을 감추려면 추상화가 필요하다! 추상 인터페이스를 제공해 사용자가 구현을 모른 채 자료의 핵심을 조작할 수 있어야 진정한 의미의 클래스다. 

 

아래의 6-3, 6-4를 보자. 6-3은 자동차 연료 상태를 구체적인 숫자 값으로 알려준다. 목록 6-4는 백분율이라는 추상적인 개념으로 알려준다. 목록 6-3은 두 함수가 변수값을 읽어 반환할 뿐이라는 사실이 거의 확실하다. 목록 6-4는 정보가 어디서 오는지 전혀 드러나지 않는다. 

 

// 6-3
public interface Vehicle {
   double getFuelTankCapacityInGallons();
   double getGallonsOfGasoline();
}


// 6-4
public interface Vehicle {
   double getPercentFuelRemaining();
}

목록 6-1과 목록 6-2에서는 목록 6-2, 목록 6-3과 목록 6-4에서는 6-4가 더 좋다. 

자료를 세세하게 공개하기보다는 추상적인 개념으로 표현하는 편이 좋다. 

개발자는 객체가 포함하는 자료를 표현할 가장 좋은 방법을 심각하게 고민해야 한다. 

 

자료/객체 비대칭

  앞선 예제는 객체와 자료 구조 사이에 벌어진 차이를 보여준다.

객체는 추상화 뒤로 자료를 숨긴 채 자료를 다루는 함수만 공개한다. 자료 구조는 자료를 그대로 공개하며 별다른 함수는 제공하지 않는다. 

아래의 목록 6-6을 살펴보자. 객체 지향적인 도형 클래스다.

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;
    
    pubic double area() {
       return height * width;
    }
 }
 
 .. // Circle 생략

area() 는 polymorphic 메서드다. Gerometry 클래스는 6-5와 다르게 필요 없다. 그러므로 새 도형을 추가해도 기존 함수에 아무런 영향을 미치지 않는다. 반면 새 함수를 추가하고 싶다면 도형 클래스 전부를 고쳐야 한다. ( Visitor 패턴 등을 이용하면 해결 가능 )

 

이처럼, 객체와 자료 구조는 근본적으로 양분된다.

 

 (자료 구조를 사용하는) 절차적인 코드는 기존 자료 구조를 변경하지 않으면서 새 함수를 추가하기 쉽다. 반면, 객체 지향 코드는 기존 함수를 변경하지 않으면서 새 클래스를 추가하기 쉽다.

 

반대쪽도 참이다.

 

  절차적인 코드는 새로운 자료 구조를 추가하기 어렵다. 그러려면 모든 함수를 고쳐야 한다. 객체 지향 코드는 새로운 함수를 추가하기 어렵다. 그러려면 모든 클래스를 고쳐야 한다. 

 

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

 

디미터 법칙

  디미터 법칙은 잘 알려진 휴리스틱으로, 모듈은 자신이 조작하는 객체의 속사정을 몰라야 한다는 법칙이다. 즉, 객체는 조회 함수로 내부 구조를 공개하면 안 된다는 의미다. 

  좀 더 정확히 표현하자면, 디미터 법칙은 "클래스 C의 메서드 f는 다음과 같은 객체의 메서드만 호출해야 한다"고 주장한다.

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

하지만 위 객체에서 허용된 메서드가 반환하는 객체의 메서드는 호출하면 안 된다. 

  다음 코드는 ( 다른 법칙은 제쳐두고서라도 ) 디미터 법칙을 어기는 듯이 보인다. getOptions() 함수가 반환하는 객체의 getScratchDir() 함수를 호출한 후 getScratchDir() 함수가 반환하는 객체의 getAbsolutePath() 함수를 호출하기 때문이다.

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

기차 충돌

  위와 같은 코드를 기차 충돌이라 부른다. 일반적으로 조잡하다 여겨지는 방식이므로 피하는 편이 좋다.

위 코드는 다음과 같이 나누는 편이 좋다.

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

 

잡종 구조

  이런 혼란으로 말미암아 때때로 절반은 객체, 절반은 자료 구조인 잡종 구조가 나온다. 덕택에 다른 함수가 절차적인 프로그래밍의 자료 구조 접근 방식처럼 비공개 변수를 사용하고픈 유혹에 빠지기 십상이다. 

  프로그래머가 함수나 타입을 보호할지 공개할지 확신하지 못해 어중간하게 내놓은 설계에 불과하다.

 

구조체 감추기

  만약 ctxt, options, scratchDir이 진짜 객체라면? 앞선 코드 예제처럼 줄줄이 사탕으로 엮어서는 안 된다. 객체라면 내부 구조를 감춰야 하니까. 그렇다면 임시 디렉터리의 절대 경로는 어떻게 얻어야 좋을까?

  ctxt가 객체라면 "뭔가를 하라고" 말해야지 속을 드러내라고 말하면 안 된다. 임시 디렉터리의 절대 경로가 왜 필요할까? 절대 경로를 얻어 어디에 쓸려고? 다음은 같은 모듈에서 가져온 코드다.

String outFile = outputDir + "/" + className.replace('.','/') + ".class";
FileOutputStream fout = new FileOutputStream(outFile);
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fout);

위 코드를 살펴보면, 임시 디렉터리의 절대 경로를 얻으려는 이유가, 임시 파일을 생성하기 위한 목적이라는 사실이 드러난다.

  그렇다면 ctxt 객체에 임시 파일을 생성하라고 시키면 어떨까?

BufferedOutputStream bos = ctxt.createScratchFileStream(classFileName);

ctxt는 내부 구조를 드러내지 않으며, 모듈에서 해당 함수는 자신이 몰라야 하는 여러 객체를 탐색할 필요가 없다. 따라서 디미터 법칙을 위반하지 않는다. 

 

자료 전달 객체

  자료 구조체의 전형적인 형태는 공개 변수만 있고 함수가 없는 클래스다. 이런 자료 구조체를 때로는 자료 전달 객체 DTO라 한다. 

  좀더 일반 적인 형태는 '빈' 구조다. 일종의 사이비 캡슐화로, 일부 OO 순수주의자나 만족시킬 뿐 별다른 이익을 제공하지 않는다.

-> Spring 개발자에게는 빌수적인 DTO / VO라고 생각되는 부분이라, 의견의 충돌이 존재한다.

 

결론

  객체는 동작을 제공하고 자료를 숨긴다. 그래서 기존 동작을 변경하지 않으면서 새 객체 타입을 추가하기는 쉬운 반면, 기존 객체에 새 동작을 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. 우수한 소프트웨어 개발자는 편견 없이 이 사실을 이해해 직면한 문제에 최적인 해결책을 선택한다.