6장 객체와 자료구조

이전에 5장 형식맞추기에 대해 작성하였습니다. 이번에는 클린 코드 6장 객체와 자료구조를 읽고, 자료 추상화와 자료/객체 비대칭, 그리고 디미터 법칙에 대해 정리하도록 하겠습니다.

변수를 비공개로 두는 이유

변수를 비공개(private)로 정의하는 데는 이유가 있습니다. 남들이 변수에 의존하지 않게 만들고 싶기 때문입니다.

그런데도 수많은 프로그래머가 조회 함수(get)와 설정 함수(set)를 당연하게 공개해 비공개 변수를 외부에 노출합니다.

자료 추상화

//목록6-1 구체적인 Point 클래스
public class Point {
    public double x;
    public double y;
}

//목록6-2 추상적인 Point 클래스
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 추상화가 필요합니다. 그저 조회 함수와 설정 함수로 변수를 다룬다고 클래스가 되지는 않습니다. 그보다는 추상 인터페이스를 제공해 사용자가 구현을 모른 채 핵심을 조작할 수 있어야 진정한 의미의 클래스입니다.

// 구체적인 Vehicle
public interface Vehicle {
    double getFuelTankCapacityIngallons();
    double ettGallonsOfGasoline();
}

// 추상적인 Vehicle
public interface Vehicle {
    double getPercentFuelRemaining();
}

자료를 세세하게 공개하기보다는 추상적인 개념으로 표현하는 편이 좋습니다.

인터페이스나 조회/설정 함수만으로는 추상화가 이뤄지지 않습니다. 개발자는 객체가 포함하는 자료를 표현할 가장 좋은 방법을 심각하게 고민해야 합니다. 아무 생각 없이 조회/설정 함수를 추가하는 방법이 가장 나쁩니다.

자료/객체 비대칭

객체와 자료 구조는 아래와 같이 구분합니다.

• 객체는 추상화 뒤로 자료를 숨긴 채, 자료를 다루는 함수만 공개합니다.
• 자료 구조는 자료를 그대로 공개하며 별다른 함수는 제공하지 않습니다.

먼저 절차적인 도형 코드입니다.

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;
}

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();
    }
}

객체 지향 프로그래머가 위 코드를 본다면 코웃음을 칠지도 모릅니다. 클래스가 절차적이라고 비판한다면 맞는 말입니다.

다만 Geometry 클래스에 둘레 길이를 구하는 perimeter() 함수를 추가한다면, 도형 클래스는 아무 영향도 받지 않습니다. 도형 클래스에 의존하는 다른 클래스도 마찬가지입니다. 반대로 새 도형을 추가한다면 Geometry 클래스에 속한 함수를 모두 고쳐야 합니다. 두 조건은 완전히 정반대입니다.

다음은 객체 지향적인 도형 클래스입니다.

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;
    }
}

여기서 area()는 다형 메서드입니다. Geometry 클래스는 필요 없습니다. 그러므로 새 도형을 추가해도 기존 함수에 아무런 영향을 미치지 않습니다. 반면 새 함수를 추가하고 싶다면 도형 클래스 전부를 고쳐야 합니다.

두 코드에 새 함수와 새 도형을 추가할 때 어디를 고쳐야 하는지 비교하면 아래와 같습니다.

눌러서 원본 크기로 보기

절차적인 코드는 함수를 추가하기 쉽고, 객체 지향 코드는 도형(자료 타입)을 추가하기 쉽습니다. 한쪽에서 쉬운 변경이 다른 쪽에서는 어렵습니다.

자료 추상화 결론

복잡한 시스템을 짜다 보면 새로운 함수가 아니라 새로운 자료 타입이 필요한 경우가 생깁니다. 이때는 클래스와 객체 지향 기법이 가장 적합합니다.

반대로 새로운 함수가 필요한 경우도 생깁니다. 이때는 절차적인 코드와 자료 구조가 좀 더 적합합니다.

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

디미터 법칙

디미터 법칙은 잘 알려진 휴리스틱으로, 모듈은 자신이 조작하는 객체의 속사정을 몰라야 한다는 법칙입니다.

기차 충돌

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

흔히 위와 같은 코드를 기차 충돌이라 부릅니다. 일반적으로 조잡하다고 여겨지는 방식이므로 피하는 편이 좋습니다. 위와 같은 코드는 다음과 같이 나누는 편이 좋습니다.

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

다만 ctxt, opts, scratchDir이 객체라면 내부 구조를 숨겨야 하므로, 위 코드는 나누어 썼더라도 확실히 디미터 법칙을 위반합니다.

ctxt, opts, scratchDir이 진짜 객체라면 아래와 같이 객체에게 일을 시키는 편이 좋습니다.

BufferedOutputStream bos = ctxt.createScratchFileStream(classFileName);

이렇게 하면 내부 구조를 드러내지 않으며, 모듈에서 해당 함수는 자신이 몰라야 하는 여러 객체를 탐색할 필요가 없습니다. 세 코드가 어떤 객체를 거쳐 가는지 비교하면 아래와 같습니다.

눌러서 원본 크기로 보기

앞의 두 코드는 모듈이 Options와 File의 구조를 알아야 하지만, 마지막 코드는 ctxt만 알면 됩니다.

결론

객체는 동작을 공개하고 자료를 숨깁니다. 그래서 기존 동작을 변경하지 않으면서 새 객체 타입을 추가하기는 쉬운 반면, 기존 객체에 새 동작을 추가하기는 어렵습니다.

자료 구조는 별다른 동작 없이 자료를 노출합니다. 그래서 기존 자료 구조에 새 동작을 추가하기는 쉬우나, 기존 함수에 새 자료 구조를 추가하기는 어렵습니다.

시스템을 구현할 때 새로운 자료 타입을 추가하는 유연성이 필요하면 객체가 적합합니다. 새로운 동작을 추가하는 유연성이 필요하면 자료 구조와 절차적인 코드가 더 적합합니다.

마무리

오늘은 클린 코드 6장 객체와 자료구조에 대해 정리하였습니다. 객체와 자료구조의 사용법을 명확하게 구분할 수 있는 개념을 갖추고, 상황에 맞는 방법으로 대응해야 할 것 같습니다. 특히 새로운 타입을 추가하는 것은 객체, 새 동작을 추가하는 것은 자료 구조와 절차라는 점을 잊지 않으려고 합니다. 다음 글에서는 7장 오류처리에 대해 정리하도록 하겠습니다.