[클린코드(CleanCode)] 6장 객체와 자료 구조

개요

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 공개(public)하여 비공개 변수를 외부에 노출할까?

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자료 추상화

아래 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);
}

두 번째 코드

• 점이 직교좌표계를 사용하는지 극좌표계를 사용하는지 알 길이 없다.

첫 번째 코드

• 확실히 직교좌표계를 사용하고 있다.
• 또한 개별적으로 좌표값을 읽고 설정하게 한다. 다만 구현이 노출하고 있다.
• 아무리 해당 변수를 private 바꾼다고 해도 조회(get), 설정(set) 함수를 제공한다면 구현을 외부로 노출하는 셈이다.

변수 사이에 함수라는 계층을 넣는다고 구현이 감추어지지 않는다.

결국엔 구현을 감추려면 추상화가 필요하다.

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

 

아래 두 코드를 비교해보자.

public interface Vehicle {
  double getFuelTankCapacityInGallons();
  double getGallonsOfGasoline();
}

public interface Vehicle {
  double getPercentFuelRemaining();
}

첫 번째 코드는 자동차 연료 상태를 구체적인 숫자 값으로 알려준다.

두 함수가 변수 값을 읽어 반환할 뿐이라는 사실이 거의 확실하다.

그러나 두 번째 코드는 정보가 어디서 오는지 전혀 드러나지 않는다.

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자료/객체 비대칭

객체는 추상화 뒤로 자료를 숨긴 채 자료를 다루는 함수만 공개한다.

자료 구조는 자료를 그대로 공개하며 별다른 함수를 제공하지 않는다.

두 정의는 본질적으로 상반된다.

 

아래 코드는 절차적인 도형 클래스다.

각 도형 클래스는 간단한 자료 구조다.

각 도형 클래스는 아무 메서드도 제공하지 않는다.

도형이 동작하는 방식은 Geomertry 클래스에서 구현한다.

public class Square {
  public Point toLeft;
  public double side;
}

public class Rectangle {
  pulbic Point toLeft;
  public double height;
  public double width;
}

public class Circle {
  public Point center;
  public double radius;
}

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();
  }
}

위에 해당하는 소스는 절차 지형 프로그래밍 기법으로 사용한 것이다.
객체 지향 프로그래머가 위 코드를 본다면 코웃음을 칠지도 모르겠다.
둘레 길이 구하는 함수가 추가된다고 하면 도형 클래스에는 아무런 영향이 가지 않지만
반대로 새 도형을 추가하고 싶다면 Geometry 클래스에 속한 함수를 모두 고쳐야 한다.

 

이번엔 객체 지향적인 도형 클래스다.

여기서 area()는 다형 매서드다.

그러므로 새 도형을 추가해도 기존 함수에 아무런 영향을 미치지 않는다.

반면 새 함수를 추가하고 싶다면 도형 클래스 전부를 고쳐야 한다.

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

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

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

public interface Shape {
  double area();
}

 

그래서 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. 그러면 모든 클래스를 다 고쳐야 한다.

 

분별 있는 프로그래머는 모든 것이 객체라는 생각이 미신임을 잘 안다.

때로 단순한 자료 구조와 절차적인 코드가 가장 적합한 상황도 있다.

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디미터 법칙

디미터 법칙은 모듈은 자신이 조작하는 객체의 속사정을 몰라야 한다는 법칙이다.

객체는 자료를 숨기고 함수를 공개한다.

즉, 객체는 조회 함수로 내부 구조를 공개하면 안 된다는 의미이다.

이러한 이유로 낯선 이에게 말하지 마라 또는 최소 지식 원칙으로도 알려져 있다.

 

디미터 법칙은 "클래스 C의 메서드 f는 다음과 같은 객체의 메서드만 호출해야 한다"라고 주장한다.

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

낯선 사람은 경계하고 친구랑만 놀라는 의미다.

 

다음 코드는 디미터 법칙을 어기는 듯이 보인다.

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

 

getOptions() 함수가 반환하는 객체의 getScratchDir() 함수를 호출한 후 getScratchDir() 함수가 반환하는 객체의 getAbsolutePath() 함수를 호출하기 때문이다.

 

기차 충돌

흔히 위와 같은 코드를 기차 충돌이라 부른다.

여러 객차가 한 줄로 이어진 기차처럼 보이기 때문이다.

일반적으로 조잡하다 여겨지는 방식이므로 피하는 편이 좋다.

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

ctxt 객체가 Optios을 포함하며, Options가 ScratchDir을 포함하며, ScratchDir이 AbsolutePath를

포함한다는 사실을 안다.

함수 하나가 아는 지식이 굉장히 많다.

이 코드를 사용하는 함수는 많은 객체를 탐색할 줄 안다는 말이다.

 

디미터 법칙을 위반하는지 여부는 ctxt, Options, ScratchDir이 객체인지 자료 구조인지에 달렸다.

객체라면 내부 구조를 숨겨야 하므로 확실히 디비터 법칙을 위반한다.

반면, 자료 구조라면 당연히 내부 구조를 노출하므로 디미터의 법칙이 적용되지 않는다.

 

코드를 다음과 같이 구현했다면 디미터 법칙을 거론할 필요가 없어진다.

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

자료 구조는 무조건 함수 없이 공개 변수만 포함하고 객체는 비공개 변수와 공개 함수를 포함한다면, 문제는 훨씬 간단하다.

 

잡종 구조

절반은 객체, 절반은 자료 구조인 경우 잡종 구조가 나온다.

중요 기능을 수행하는 함수도 있고, 공개 변수나 공개 조회/설정 함수도 있다

공개 조회/설정 함수는 비공개 변수를 그대로 노출한다.

 

이러한 잡종 구조는 새로운 함수는 물론이고, 새로운 자료 구조도 추가하기 어렵다.

절차 지향, 객체 지향 단점만 모아놓은 구조다.

 

구조체 감추기

위의 코드에서 만약 ctxt, options, scrathDir이 진짜 객체라면?

그렇다면 기차 출동 때의 코드처럼 줄줄이 나열되면 안 된다.

객체라면 내부 구조를 감춰야 하기 때문이다.

 

아래처럼 ctxt 객체에 함수를 만들어주어 숨기면 된다.

BufferdOutputStream bos = ctxt.createScratchFileStream(classFileName);

 

이렇게 하면 디미터 법칙을 위반하지 않는다.

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자료 전달 객체

자료 구조체의 전형적인 형태는 공개 변수만 있고 함수가 없는 클래스다.

이러 자료 구조체를 때로는 자료 전달 객체(Date Transfer Object, DTO)라 한다.

 

좀 더 일반적인 형태는 '빈(bean)' 구조다. 

일종의 사이비 캡슐화로, 일부 OO 순수주의자나 만족시킬 뿐 별다른 이익을 제공하지 않는다.

public class Address {
  private String street;
  private String streetExtra;
  private String city;
  private String state;
  private String zip;
  
  public Address(String street, String streetExtra, String city, String state, String zip) {
    this.street = street;
    this.streetExtra = streetExtra;
    this.city = city;
    this.state = state;
    this.zip = zip;
  }
  
  // Getter And Setter
}

활성 레코드

활성 레코드는 DTO의 특수한 형태다.

공개 변수가 있거나 비공개 변수에 조회/설정 함수가 있는 자료 구조지만, 대게 save나 find와 같은 탐색 함수도 제공한다.

활성 레코드는 데이터베이스 테이블이나 다른 소스에서 자료를 직접 변환한 결과다.

 

활성 레코드에 비즈니스 규칙 메서드를 추가해 이런 자료 구조를 객체로 취급하는 개발자가 흔하다. 

하지만 이는 바람직하지 않다.

그러면 잡종 구조가 나오기 때문이다.

 

해결책은 활성 레코드도 자료 구조로 취급한다.

비즈니스 규칙을 담으면서 내부 자료를 숨기는 객체는 따로 생성한다.

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결론

객체는 동작을 공개하고 자료를 숨긴다. 

그래서 기존 동작을 변경하지 않으면서 새 객체 타입을 추가하기는 쉬운 반면, 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.

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글쓴이의 생각

최근 들어 객체지향 언어만 사용해서 어떤 코드든 객체지향적으로 짜야 좋은 줄 알았는데
객체로 짤 때의 장점이 있고 자료구조로 짤 때도 장점이 있는 건 처음 알았던 것 같다.
장점은 알긴 했지만 객체 쪽으로 만 신봉한 듯하다
물론 C#을 몇 년 동안 했지만 아직 객체지향 쪽으로도 부족한 부분이 많지만 직접 코딩하면서 하나씩 배워나가야겠다.