Chapter05 책임과 메시지

의도는 “메시징”이다. 훌륭하고 성장 가능한 시스템을 만들기 위한 핵심은 모듈 내부의 속성과 행동이 어떤가보다는 모듈이 어떻게 커뮤니케이션하는가에 달려있다. - 앨런 케이

실험 이야기

실험에서 각 학생들은 같이 이야기를 들을 때와 1:1로 대화를 하고 있다고 생각할 때와 본인이 느끼고 있는 책임이 다르다 느꼈으며, 일이 생겼을 때 1:1일 때 보고할 책임을 명확하게 느껴 일이 생기는 즉시 신고했다고 한다.

이처럼 실생활에서도 책임이 명확해야 주어진 일을 수행하는 것을 이야기를 통해 전달한다.

자율적인 책임

설계의 품질을 좌우하는 책임(자율적인 객체)

각 객체들은 협력하기 위해 책임을 다하는데, 이 책임을 다하는 행위를 하기 위해서 자율적으로 판단하고 행동한다.

객체가 행동을 하는 유일한 이유는 다른 객체의 요청에 응답하기 위해서뿐이다.

때문에 요청에 응답하기 위한 책임을 받아서 각 객체가 맡은 역할에 스스로의 의지와 판단에 따라 각자 맡은 책임을 수행하는 객체가 자율적인 객체가 되는 것이다.

적적한 책임이 부여 된 객체들이 유연하게 모여서 협력하는 것이 전체 애플리케이션의 품질을 결정한다.

자신의 의지에 따라 증언할 수 있는 자유(객체의 자율성을 지키기 위해서는…)

4장에서 사용했던 앨리스 이야기의 재판 시나리오를 예시로

왕과 모자 장수에 관련한 이야기다.

모자 장수는 증언할 책임은 갖고 있지만, 왕이 상세한 명령을 모자 장수에게 요청한다면, 모자 장수의 책임인 ‘증언’은 남아있지만 모자 장수가 어떤 형식으로 증언할지 모자 장수의 자율성을 해치게 되는 것이다.

왕은 모자 장수의 책임인 증언 만 수행할 수 있다면 구체적인 방법이나 절차는 모자 장수에게 맡기는 것이다.

만약 상세하게 모자 장수에게 '목격했던 장면을 떠올려라'라고 요청한다면, 모자 장수의 책임인 증언 은 지킬 수 있지만, 모자 장수가 증언하기 위한 범위를 지나치게 제한되었을 때 그날의 상황을 생생히 기록한 메모를 손에 쥐고 있더라도 메모를 참조할 수 없다.

상세한 수준의 책임은 협력의 목표는 달성할 수 있을지 몰라도, 모자 장수가 누릴 수 있는 선택의 자유를 크게 훼손하고 만다. 또 이는 왕의 명령에 의존하는 형태가 될 것이고, 자율적인 책임을 수행할 수 없게 된다.

객체 지향 세계는 자율적인 객체들의 공동체라는 점을 명심하라. 객체가 자율적이기 위해 객체에게 할당되는 책임의 수준 역시 자율적이어야 한다.

너무 추상적인 책임

그렇다고 또 너무 추상적이기만 하면 똑같이 문제가 된다.

책임을 수행할 방법을 제한할 정도로 너무 구체적인 것도 문제지만 협력의 의도를 명확하게 표현하지 못하는 추상적인 것도 문제가 되는데, 재판에서 ‘증언하라’가 아닌 ‘설명하라’가 되었을 때를 생각해보자.

모자 장수가 모자를 얼마를 팔아야 하는지 설명해야 하는가? 이처럼 추상적이고 포괄적인 책임이라고 무조건 좋은 것이 아니라 협력에 참여하는 의도를 명확하게 설명할 수 있는 수준 안에서 추상적이어야 한다. 요약하자면,

성급한 일반화의 오류를 피하고 현재의 문맥에 가장 적합한 책임을 선택하는 것이 중요하다

‘어떻게’가 아니라 ‘무엇’을

자율적인 책임의 특징은 객체가 ‘어떻게’ 해야 하는가가 아니라 ‘무엇’을 해야 하는가를 설명한다는 것이다. ‘증언한다’라는 책임은 모자 장수가 협력을 위해 ‘무엇’을 해야 하는지는 결정하지만 ‘어떻게’ 해야 하는지에 대해서는 전혀 언급하지 않는다.

‘어떻게’는 요청을 받은 객체가 자율적으로 선택할 문제인 것이다.

책임을 자극하는 메시지

협력을 위해 다른 객체가 책임을 가진 객체에게 요청을 보낸다. 이는 외부에서 전달되는 요청이다. 이 요청이 해당 객체에게 책임을 수행하게 만드는 유일한 방법이다.

메시지(WHAT)

하나의 객체는 메시지를 전송함으로써 다른 객체에 접근한다. 사용자에 대한 객체의 독립성과 객체지향 개념을 구현한 초기 언어들의 일부 문법 때문에 객체의 행동을 유발하는 행위를 가리켜 메시지-전송이라고 한다. 이 메시지-전송 메커니즘은 객체가 다른 객체에 접근할 수 있는 유일한 방법이다.

이렇게 다른 객체에게 전송하는 메시지를 메시지 이름(message name) 이라고 하고, 전송할 때 추가적인 정보가 필요한 경우엔 메시지의 인자(argument)를 통해 추가 정보를 제공할 수 있다.

내부/외부

메시지를 요청했을 때 해당 객체의 책임을 맡는 겉으로 드러난 요청을 외부라고하고, 객체 주체적으로 일처리하는 것을 내부

• 외부 : 각 객체간의 협력을 위해 요청 승인 하는 것이 외부
• 내부 : 객체가 책임을 수행하기 위해 처리하는 공간

메서드(HOW)

객체가 요청받은 메시지를 처리하기 위해 내부적으로 선택하는 작업을 메서드라고 한다.

메시지에서는 어떻게 수행될 것인지는 명시하지 않는 이유가 여기서 드러난다.

객체는 받은 요청(WHAT)을 어떻게(HOW)응답 할 것인지 선택하는 것이 메서드인 것이다.

메시지를 수신한 객체가 실행 시간에 메서드를 선택할 수 있다는 사실은 다른 프로그래밍 언어와 객체지향 프로그래밍 언어를 구분 짓는 핵심적인 특징 중 하나이다.

프로시저 호출에 대한 실행 코드를 컴파일 시간에 결정하는 절차적인 언어와 확연히 구분되는 특징이다.

다형성

다형성의 의미는 다음과 같다.

서로 다른 유형의 객체가 동일한 메시지에 대해 서로 다르게 반응한다.

즉, 동일한 메시지를 받았을 때 서로 다른 메서드를 이용해 메시지를 처리하는 것을 뜻한다.

다형성에서 나올 수 있는 특징

• 동일한 역할을 수행할 수 있는 객체들 사이의 대체 가능성을 의미
• 다형성은 메시지 수신자의 종류를 캡슐화한다.

다형성은 송신자와 수신자 간의 객체 타입에 대한 결합도를 메시지에 대한 결합도로 낮춤으로써 달성된다.

다형성을 잘 활용하는 것이 객체 지향의 장점을 살린 협력을 유연하게 만드는 방법이기 때문에 중요

그래서 다형성이 왜 좋은데..?

다형성의 장점

• 협력이 유연해진다
  • 메시지 송신자 입장에서 수신자가 누구던 메시지를 이해할 수만 있다면 상관없다.
  • 때문에 송신자에 대한 파급효과 없이 유연하게 협력을 변경할 수 있다.
• 협력이 수행되는 방식을 확장할 수 있다.
  • 송신자에게 아무런 영향도 미치지 않고 수신자를 교체할 수 있다.
  • 협력의 세부적인 수행 방식을 쉽게 수정할 수 있다.
  • 송수신자는 서로 메시지를 기반한 느슨한 관계만 존재
  • 협력의 구조 자체는 변하지 않는다.
• 협력이 수행되는 방식을 재사용할 수 있다.
  • 송신자 입장에서 코드를 변경하지 않아도 타입이 다른 객체와도 재사용해서 협력할 수 있다.

송신자와 수신자를 약하게 연결하는 메시지

메시지는 송신자와 수신자 사이의 결합도를 낮춤으로써 설계를 유연하고 확장 가능하고 재사용 가능하게 만든다.

메시지를 따라라

객체지향의 핵심, 메시지(결국엔 클래스가 아니라 메시지)

클래스는 코드를 구현하기 위해 사용할 수 있는 중요한 추상화도구 But, 메시지가 핵심이라고 하는 이유가 있다.

• 객체들이 협력하기 위해서는 메시지를 사용한다.
• 메시지를 수행중인 객체도 다른 도움이 필요하면 다른 객체에 메시지를 송신한다.
• 클래스 중심으로 설계한다면 유연하지 못하고 확장하기 어렵다.
• 객체의 내부 구조는 감싸져야한다.
  • 객체의 내부 구조를 중심으로 설계하는 방식을 데이터-주도 설계라고 부르는데, 이러한 방식으로 구현하다보면 객체의 내부 구조 변경이 외부의 협력자에게까지 파급될 것이다.

책임-주도 설계 다시 살펴보기

역할, 책임, 협력을 식별하고, 이 작업은 애플리케이션이 수행하는 기능을 시스템의 책임으로 보는 것으로부터 시작된다.

객체가 책임을 완수하기 위해 다른 객체의 도움이 필요하다고 판단되면 도움을 요청하기 위해 어떤 메시지가 필요한지 결정한다. 메시지를 결정한 후에는 메시지를 수신하기 적합한 객체를 선택한다.

결과적으로 메시지가 수신자의 책임을 결정한다.

메시지 관점에서의 RDD

• What/Who 사이클
  • 책임 주도 설계는어떤 행위(What)를 수행할 것인지를 결정한 후에 누가(Who) 그 행위를 수행할 것인지를 결정해야 한다. 이를 What/Who 사이클 이라고 부른다.
• 묻지 말고 시켜라
  • 메시지가 결정된 후에 이를 처리할 객체를 선택하는 방식을 사용하는 이유는 메시지 송신자는 메시지를 수신할 객체의 내부 상태를 볼 수 없기 때문에 송신자와 수신자가 느슨하게 결합된다. 이를 지켜서 설계한다면 각 객체의 캡슐화를 증진시킬 것이다.
    • 객체는 다른 객체의 상태를 묻지 말아야 한다.
    • 어떻게 → 무엇 으로 전환되는 과정은 객체 인터페이스의 크기를 급격하게 감소시키고 이는 외부에서 해당 객체에게 의존해야 하는 부분이 적어진다는 것을 의미한다. → 결합도↓
• 메시지를 믿어라
  • 메시지를 수신했을 때 메시지의 의미를 이해하고 사용 가능하다면 다른 다양한 타입들과 연결이 가능할 것이다. → 다형성

객체 인터페이스

인터페이스

인터페이스의 사전적으로는 어떤 두 사물이 마주치는 경계 지점에서 서로 작용할 수 있게 이어주는 방법이나 장치를 의미한다.

인터페이스의 세가지 특징

• 인터페이스의 사용법을 익히기만 한다면 내부 구조나 동작 방식을 몰라도 쉽게 대상을 조작하거나 의사를 전달할 수 있다.
• 인터페이스 자체는 변경하지 않고 단순히 내부 구성이나 작동방식만을 변경하는 것은 인터페이스 사용자에게 어떤 영향도 미치지 않는다.
• 대상이 변경되더라도 동일한 인터페이스를 제공하기만 하면 문제 없이 상호작용할 수 있다.

메시지가 인터페이스를 결정한다

객체가 다른 객체와 상호작용할 수 있는 유일한 방법은 ‘메시지 전송’이다.

따라서 객체의 인터페이스는 객체가 수신할 수 있는 메시지의 목록으로 구성되며 객체가 어떤 메시지를 수신할 수 있는지가 인터페이스의 모양이 된다.

공용 인터페이스

인터페이스는 외부에서 접근이 가능한 공개된 외부 인터페이스, 내부에서 접근 가능한 사적인 인터페이스와 구분하기 위해 외부 인터페이스를 공용 인터페이스라고 한다.

공용이던 사적이던 모든 인터페이스는 메시지 전송을 통해서만 접근할 수 있다. 단지 메시지 송신자가 다른 객체인지 아니면 객체 자신인지만 다를 뿐이다.

지금까지 배운 5장의 내용

책임
- 협력에 참여하는 객체의 책임이 자율적이어야 한다

메시지
- 객체가 협력할 때 유일하게 사용되는 수단 객체가 메시지를 수신했을 때
외부 인터페이스를 통해 메서드로 전달되고 요청에 맞는 적절한 객체의 책임이 수행된다.

인터페이스
- 객체가 책임을 수행하기 위해 외부로부터 메시지를 받기 위한 통로,
공용 인터페이스를 통해 요청을 받고 내부 인터페이스로 전달한다.

인터페이스와 구현의 분리

객체 관점에서 생각하는 방법

객체 지향적인 사고방식을 이해하기 위해 중요한 세가지 원칙 [Matt Weisfeld 2008]

• 좀 더 추상적인 인터페이스
  • 지나치게 상세한 메시지를 전달하는 것이 아닌 세부사항을 제거하고 메시지의 의도를 표현하기 위해 사용한 기법
• 최소 인터페이스(minimal interface)
  • 외부에서 사용할 필요가 없는 인터페이스는 최대한 노출하지말라는 원칙
  • 내부 동작에 대해 가능한 한 적은 정보만 외부에 노출할 것
  • 지켜서 구현했을 시 객체의 내부를 수정하더라도 외부에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
  • What/Who사이클을 거친다면 자연히 지켜질 것
• 인터페이스와 구현 간에 차이가 있다는 점을 인식(implementation)
  • 객체지향의 세계에서 내부 구조와 작동 방식을 가리키는 고유의 용어(구현)
  • 객체가 상태를 표현할 때 활용하는 행동을 구현이라고 함
  • 객체의 외부와 내부를 분리하라는 것은 결국 객체의 공용 인터페이스와 구현을 명확히 분리하라는 의미
  • 세부 사항은 아래 챕터를 통해 설명↓

인터페이스와 구현의 분리 원칙

구현을 모른 채 인터페이스만 알면 쉽게 상호작용할 수 있는 훌륭한 객체를 만들기 위해 설계단계에서 외부에 노출되는 인터페이스와 내부에 숨겨지는 구현을 명확하게 분리해서 고려해야 하는데, 이를 인터페이스와 구현의 분리(separation of interface and implementation) 원칙이라고 한다.

• 소프트웨어가 항상 변경되기 때문에
  • 변경될만한 부분은 내부에 숨겨둬야한다. 그래야 외부를 수정했을 때 영향이 가지 않기 때문에
• 캡슐화(정보은닉, information hiding)
  • 이 원칙을 수행하기 위한 객체 설계 방법을 캡슐화라고 한다.
  • 캡슐화는 보통 두가지 관점으로 객체지향 세계에서 다룸
    • 상태와 행위의 캡슐화
      • 상태와 행동을 하나의 단위로 묶는 실체 → 데이터 캡슐화(data encapsulation)
    • 사적인 비밀의 캡슐화
      • 외부에서 객체와의 의사소통수단을 한정해놓고(공용 인터페이스) 내부 상태는 관찰하거나 제어할 수 없도록 막아둔다.
      • 이를 막아둠으로써 불필요한 접근이나 데이터 변조 등을 막을 수 있다.

책임의 자율성이 협력의 품질을 결정한다

책임을 처리할 때 자율성 있는 객체가 왜 좋을까

• 자율적인 책임은 협력을 단순하게 만든다
• 자율적인 책임은 모자 장수의 외부와 내부를 명확하게 분리한다
• 책임이 자율적일 경우 책임을 수행하는 내부적인 방법을 변경하더라도 외부에 영향을 미치지 않는다
• 자율적인 책임은 협력의 대상을 다양하게 선택할 수 있는 유연성을 제공한다
• 객체가 수행하는 책임들이 자율적일수록 객체의 역할을 이해하기 쉬워진다

객체가 수행하는 책임들이 자율적이면 자율적일수록 객체의 존재 이유를 명확하게 표현할 수 있다. 즉 객체의 응집도를 높은 상태로 유지하기 쉽다.
책임이 자율적일수록 응집도가 높아지고, 결합도가 낮아지며, 캡슐화가 증진되고, 인터페이스와 구현이 명확히 분리되며, 설계의 유연성과 재사용성이 향상된다

Chapter04 역할, 책임, 협력

객체의 모양을 빚는 것은 객체가 참여하는 협력이다. 어떤 협력에 참여하는지가 객체에 필요한 행동을 결정하고, 필요한 행동이 객체의 상태를 결정한다. 개별적인 객체의 행동이나 상태가 아니라 객체들 간의 협력에 집중하라.

협력

협력은 한 사람이 다른 사람에게 도움을 요청할 때 시작된다.

요청을 했을 때 해당 요청에 응답하기 위해 새로운 요청을 보내는 등 무수한 요청과 응답을 통해 협력을 이룬다.

앨리스 이야기에 있는 재판 이야기에서 나온 재판장에서의 시나리오는 다음과 같다.

• 왕에게 누군가가 재판을 요청한다.
• 왕이 토끼에게 증인을 부를 것을 요청한다.
• 왕의 요청을 받은 토끼는 모자 장수에게 증인석으로 입장할 것을 요청한다.
• 모자 장수는 증인석에 입장함으로써 토끼의 요청에 응답한다.
• 모자 장수의 입장은 왕이 토끼에게 요청했던 증인 호출에 대한 응답이기도 하다.
• 이제 왕은 모자 장수에게 증언할 것을 요청한다.
• 모자 장수는 자신이 알고 있는 내용을 증언함으로써 왕의 요청에 응답한다.

이렇게 재판이라는 일을 행하기 위해 무수히 많은 요청과 응답을 통한 협력이 이루어진다.

책임

해당 재판 시나리오에서는

• 증언을 듣고 판결을 내려야 하는 판사
• 증인을 데려와야 하는 토끼
• 증언을 해야 할 모자장수

객체지향 개발에서 가장 중요한 능력은 책임을 능숙하게 소프트웨어 객체에게 할당하는 것

즉 책임을 어떻게 구현할 것인가 하는 문제는 객체와 책임이 어떻게 협력하는지 자리를 잡은 후에 고려해도 늦지 않다는 것이다.

책임의 분류

협력에 참여하는 객체들은 목표를 달성하는 데 필요한 책임을 수행한다. 책임은 객체에 의해 정의되는 응집도 있는 행위의 집합이다.

즉 객체의 책임은 ‘객체가 무엇을 알고 있는가(knowing)’와 ‘무엇을 할 수 있는가(dooing)’로 구성되는데, 크레이그 라만이 이러한 분류 체계에 따라 객체의 책임을 크게 하는 것(doing) 과 아는 것(knowing)의 두가지 범주로 분류한다.

• 하는 것
  • 객체를 생성하거나 계산을 하는 등의 스스로 하는 것
  • 다른 객체의 행동을 시작시키는 것
  • 다른 객체의 활동을 제어하고 조절하는 것
• 아는 것
  • 개인적인 정보에 관해 아는 것 - 증인
  • 관련된 객체에 관해 아는 것
  • 자신이 유도하거나 계산할 수 있는 것에 관해 아는 것

책임과 메시지

위의 시나리오에서 토끼는 자기 마음대로 증인을 불러오는 것이 아닌 제어책임을 맡고 있는 왕이 토끼에게 목격자를 불러오라는 메시지를 보내야 해당 메시지에 응답하기 위해 모자 장수에게 메시지를 요청하는 것이다.

객체가 다른 객체에게 전송한 요청을 객체의 책임이 수행되도록 하는데, 이렇게 객체가 다른 객체에게 주어진 책임을 수행하도록 요청을 보내는 것을 메시지 전송이라고 한다.

메시지는 협력을 위해 한 객체가 다른 객체로 접근할 수 있는 유일한 방법이다.

이 때 책임과 메시지의 수준이 같지않다는 것을 주의해야 할 것이다.

책임은 객체가 협력에 참여하기 위해 수행해야 하는 행위를 상위 수준에서 개략적으로 서술한 것이다. 책임을 결정한 후 실제 협력을 하는 메시지를 만들 때는 하나의 책임이 여러 메시지로 분할되는 것이 일반적이다.

역할

책임의 집합이 의미하는 것

재판 시나리오에서는 왕과 모자장수를 각각 판사역할 증인역할로 나눌 수 있는데, 해당 역할을 수행하는 역할을 굳이 나누는 이유는 역할이 재사용이 가능하고 유연한 객체지향 설계를 낳는 매우 중요한 구성요소이기 때문이다.

왕과 모자 장수의 재판 이야기 이후에 나오는 시나리오를 가볍게 요약하면

• 왕이 요리사가 증언할 것을 요청하고
• 요리사는 요청에 응해서 증언석에 참여했다 나간다
• 왕은 여왕에게 대신 증언을 들어달라한다
• 이후 다음 증인으로 앨리스를 지목한다

이 시나리오를 보면 증인이라는 역할은 계속 바뀌고, 왕이 수행하던 판사 역할 또한 바뀌었다.

이렇게 역할은 다른 누군가가 대신할 수 있는 것이다.

동일한 역할로 각 책임을 이행하는데, 모자 장수와 요리사와 앨리스는 증언 방식이 다 다른데 이렇게 각 객체는 역할에 맞게 요청과 응답만 할 뿐이다.

현재 상황에서는 토끼는 바뀌지 않고 다른 사람들은 모두 바뀌니 역할을 크게 세가지로 분류할 수 있을 것이고, 각 메시지는 동일할 것이다.

• 판사 - 목격자를 불러오라(토끼), 증언하라(증인)
• 증인 -
• 토끼 - 증인석에 입장하라(증인)

역할을 대체하기 위해서는..

각 역할이 수신할 수 있는 메시지를 동일한 방식으로 이해해야 한다

역할의 개념을 사용했을 때 장점

• 유사한 협력을 추상화해서 인지 과부하를 줄일 수 있다
• 다양한 객체들이 협력에 참여할 수 있기 때문에 협력이 좀 더 유연해지며 재사용성이 높아진다.
• 역할은 객체지향 설계의 단순성, 유연성, 재사용성을 뒷받침하는 핵심 개념이다.

협력의 추상화

앞에서 역할을 세가지로 분류했었는데. 이렇게 객체 자체에 대해서 역할을 부여하는 것이 아닌 협력할 때의 객체에 개념을 적용해 역할 자체로 표시를 해서 흐름을 만든다면 이것이 협력의 추상화이다.

대체 가능성

이번 재판 시나리오에서는 판사와 증인이 계속 바뀌는데 이것 또한 3장에서 말했던 일반화/특수화 관계가 성립하는 것이 일반적이다.

이게외연이다.

때문에 역할의 대체 가능성은 행위 호환성을 의미하고, 행위 호환성은 동일한 책임의 수행을 의미한다.

객체의 모양을 결정하는 협력

흔한 오류

많은 사람들은 시스템에 필요한 데이터를 저장하기 위해 객체가 존재한다는 선입견을 가지고 있다.

객체가 상태의 일부로 데이터를 포함하는 것은 사실이지만 계속 강조 했듯이 데이터는 객체가 행위를 수행하는데 필요한 재료일 뿐이고 행위를 수행하며 협력에 참여하기 위해서이다. 중요한 것은 객체의 행동, 즉 책임이다.

객체의 협력을 가장 중요시 해야한다.

예를 들어 이번 재판 시나리오에서 왕에 집중할 것이 아니라 왕이 어떤 협력을 이루고 있는지에 포커스를 맞춰야 하는 것이다.

협력을 따라 흐르는 객체의 책임

앨리스 재판 시나리오를 생각했을 때 책임에 따른 협력 설계과정

• 누군가는 재판을 진행해야한다.
• 누군가는 증인을 증인석으로 불러야한다.
• 누군가는 증언해야 한다

이렇게 협력을 구성하는 데 필요한 일련의 책임을 먼저 고안하고 나면 그 책임을 수행하는 데 필요한 객체를 선택하게 된다.

어떤 책임은 왕에게, 어떤 책임은 토끼에게 어떤 책임은 모자 장수에게 할당하면서 각 객체에 할당해나가고, 외부에 제공하게 될 행동을 정의하게 된다.

행동을 결정한 후에는 각 객체가 필요로 하는 데이터를 정의할 수 있다.

이 행동들이 모두 결정된 후에 세부사항을 구현하는 클래스를 개발할 수 있을 것이다.

범용적으로 정리하면, 객체의 행위에 초점을 맞추기 위해서는 협력이라는 실행 문맥 안에서 책임을 분배해야 한다. 각 객체가 가져야 하는 상태와 행위에 대해 고민하기 전에 그 객체가 참여할 문맥인 협력을 정의해야한다. 객체지향 시스템에서 가장 중요한 것은 충분히 자율적인 동시에 충분히 협력적인 객체를 창조하는 것이다.

객체지향 설계 기법

역할, 책임, 협력이 견고하고 유연한 객체지향 설계를 낳기위한 유용한 세가지 기법을 설명한다.

• 책임-주도 설계(Responsibility-Driven Design)
  • 협력에 필요한 책임을 식별하고 적합한 객체에게 책임을 할당하는 방식
  • 책임에 맞게 설계를 한 이후에는 해당 책임에 대한 메시지 요청과 응답에 대한 코드를 작성하는 형식으로 짜여진 틀에 맞게 변화에 유연한 설계가 가능함
  • RDD설계하는 절차 요약

- 시스템이 사용자에게 제공해야 하는 기능인 시스템 책임을 파악한다.
- 시스템 책임을 더 작은 책임으로 분할한다.
- 분할된 책임을 수행할 수 있는 적절한 객체 또는 역할을 찾아 책임을 할당한다.
- 객체가 책임을 수행하는 중에 다른 객체의 도움이 필요한 경우 이를 책임질 적절한 객체 또는 역할을 찾는다.
- 해당 객체 또는 역할에게 책임을 할당함으로써 두 객체가 협력하게 한다.

• 디자인 패턴(Design Pattern)
  • 전문가들이 반복적으로 사용하는 해결 방법을 정의해 놓은 설계 템플릿의 모음
• 테스트-주도 개발(Test-Driven Development)
  • 테스트를 먼저 작성하고 테스트를 통과하는 구체적인 코드를 추가하면서 애플리케이션을 완성하는 방식
  • 객체가 이미 존재한다고 가정하고 어떤 메시지를 전송할 것인지에 관해 생각하고 해당 메시지에 대한 테스트를 작성하는 것이다.
  • 즉 해당 기법을 쓰기 위해서는 책임과 협력의 관점에서 객체를 바라보는 훈련이 잘 되어있어야 한다.

Chapter03 타입과 추상화

추상화 정의

어떤 양상, 세부 사항, 구조를 좀 더 명확하게 이해하기 위해 특정 절차나 물체를 의도적으로 생략하거나 감춤으로써 복잡도를 극복하는 방법이다.

복잡성을 다루기 위해 추상화는 두 차원에서 이뤄진다

• 첫 번째 차원은 구체적인 사물들 간의 공통점은 취하고 차이점은 버리는 일반화를 통해 단순하게 만드는 것이다.
• 두 번째 차원은 중요한 부분을 강조하기 위해 불필요한 세부 사항을 제거함으로써 단순하게 만드는 것이다.

단, 추상화는 복잡성을 이해하기 쉬운 수준으로 단순화하는 것이라는 것을 명심해야한다.

현실세계에서의 추상화

지하철 노선도의 변화

첫 지하철 노선도는 위치와 지형정보, 동선을 고려해 노선도를 만들었었다.

해당 노선도는 실 사용자들에게는 오히려 혼란을 가져왔고, 이용자들이 알아야 할 필요가 없는 지형정보 등이 같이 흘러들어와서 노선도를 이해하기 어려워했다.

이 노선도를 불편하게 여긴 해리 벡은 지형과 축척을 무시하고 역 사이의 연결성에만 집중한 노선도를 만들어냈고, 이 노선도는 역의 순서와 갈아타는 역의 표시만이 정확했고, 나머지는 임의로 만들어진 노선이였다. 하지만, 해리벡이 제시한 이 노선도는 현재까지도 유용하게 쓰이고있다.

객체지향의 세계에서의 추상화

• 특징만 담은 추상화
  • 앨리스 세계에서 나오는 트럼프왕국 시민들 → 트럼프
  • 시민들의 종류를 배제한 추상화가 이루어짐
• 그룹으로 나누어 단순화
  • 앨리스에서는 하트, 스페이드, 클로버, 다이아몬드 등 각 문양을 갖고 있는데, 문양으로 이루어진 특징으로 나눌 수도 있고, 앨리스 이야기에 등장하는 왕, 왕비, 신하, 정원사 등 역할로 나눌 수도 있을 것이다. 이 역할이 다양하지만, 트럼프 왕국이 아닌 앨리스 세계 관점으로 본다면 토끼, 앨리스 등 다른 객체와 만나게 된다면 왕, 왕비, 신하, 정원사가 모여서 사는 클로버왕국 그룹이다.

개념

공통점을 기반으로 객체들을 묶기 위한 그릇을 `개념(concept)라고` 한다

해당 개념을 통해 하늘을 나는 빠른 교통수단을 비행기라고 부를 수 있는 것이다.

이 개념을 이용하면 객체를 여러 그룹으로 분류(classification) 할 수 있다. 이 분류를 통해 앨리스 이야기에 나오는 각 객체들을 그 개념의 인스턴스(instance) 라고 한다.

객체란 특정한 개념을 적용할 수 있는 구체적인 사물을 의미한다. 개념이 객체에 적용됐을 때 객체를 개념의 인스턴스라고 한다.

개념의 세 가지 관점

• 심볼(symbol) : 개념을 가리키는 간략한 이름이나 명칭
• 내연(intension) : 개념의 완전한 정의를 나타내며 내연의 의미를 이용해 객체가 개념에 속하는지 여부 확인가능
• 외연(extension) : 개념에 속하는 모든 객체의 집합(set)

앨리스 이야기에서의 세 가지 관점의 개념

• 심볼 : 트럼프
• 내연 : 몸이 납작하고 두 손과 두 발은 네모 귀퉁이에 달려 있는 등장인물
• 외연 : 정원사, 병사, 신하, 왕자, 하트왕비, 하트병사, 클로버병사 등

우테코 2주차 자동차 경주에서의 세가지 관점의 개념
심볼 : 자동차
내연 : 자동차 전진, 랜덤으로뽑기
외연 : List<Car> cars
일급컬렉션들?

때문에 필요한 추상화의 정도에 따라 분류된 관점으로 개념을 분류하면 될 것 같다.

객체를 분류하기 위한 틀

외연의 관점에서 추가적인 특징을 부여해서 특정 개념을 적용하는 것을 분류라고한다.

트럼프 분류를 하트 개념으로 적용한다면 위에서 언급했던 하트왕비와 하트병사가 하트 트럼프로 분류가 될 것이다.

분류의 정확한 정의는

분류란 객체에 특정한 개념을 적용하는 작업이다. 객체에 특정한 개념을 적용하기로 결심했을 때 우리는 그 객체를 특정한 집합의 멤버로 분류하고 있는 것이다.

라고 한다.

분류는 객체지향의 가장 중요한 개념 중 하나인데, 어떤 개념으로 분류할지에 따라 객체지향의 품질을 결정한다.

객체를 적절한 개념에 따라 분류해야 유지보수가 용이하고 변경에 유연하게 대처할 수 있게 될 것이다.

그렇기에 객체를 최대한 직관적으로 분류하는 것이 객체지향의 핵심이다..!!!

타입

타입은 개념이다

타입은 개념과 동일하다 따라서 타입이란 우리가 인식하고 있는 다양한 사물이나 객체에 적용할 수 있는 아이디어나 관념을 의미한다. 어떤 객체에 타입을 적용할 수 있을 때 그 객체를 타입의 인스턴스라고 한다. 타입의 인스턴스는 타입을 구성하는 외연인 객체 집합의 일원이 된다.

데이터 타입

컴퓨터는 작업을 수행하기 위해서 작업에 필요한 데이터를 메모리 안으로 불러들여야 한다.

만약 컴퓨터 세계에서 타입이 없다면 해당 값은 비트열(bit string)로 구성 될 것이다.

이를 해결하기 위해 데이터의 용도와 행동에 따라 의미를 부여해서 총 네가지로 분류된다.

• 숫자형 - 어떤 데이터에 다른 데이터를 더하거나 빼거나 나누거나 곱할 수 있다
• 문자열형 - 여러 문자로 구성되어있고, 다른 문자와 연결될 수 있다.
• 논리형 - 어떤 사실에 대한 참/거짓 을 이야기할 수 있다.

이렇게 데이터를 목적에 따라 분류하며 타입 시스템이 자라나기 시작했다.

이 타입 시스템의 목적은 메모리 안의 모든 데이터가 비트열로 보임으로써 야기되는 혼란을 방지하는 것이다.

데이터타입은 메모리 안에 저장된 데이터의 종류를 분류하는 데 사용하는 메모리 집합에 관한 메타데이터다. 데이터에 대한 분류는 암시적으로 어떤 종류의 연산이 해당 데이터에 대해 수행될 수 있는지를 결정한다.

객체와 타입

데이터 타입에서의 타입과 객체지향의 타입 사이에는 깊은 연관성이 있는데, 객체지향 프로그램을 작성할 때 우리는 객체를 일종의 데이터처럼 사용한다.

객체를 타입에 따라 분류하고 그 타입에 이름을 붙이는 것이 프로그램에서 사용할 새로운 데이터 타입을 선언하는 것과 같다.

객체 타입의 특성

• 어떤 객체가 어떤 타입에 속하는지를 결정하는 것은 객체가 수행하는 행동이다. 어떤 객체들이 동일한 행동을 수행할 수 있다면 그 객체들은 동일한 타입으로 분류될 수 있다.
• 객체의 내부적인 표현은 외부로부터 철저하게 감춰진다. 객체의 행동을 가장 효과적으로 수행할 수만 있다면 객체 내부의 상태를 어떤 방식으로 표현하더라도 무방하다.

행동이 우선이다.

첫번째 특성을 따랐을 때 객체는 객체가 어떤 행동을 하느냐에 따라 객체의 타입이 결정된다.

두번째 특성을 따랐을 때 객체의 타입은 객체의 내부 표현과 상관이 없기 때문에 내부 방식이 다르더라도 어떤 객체들이 동일하게 행동한다면 그 객체들은 동일한 타입에 속한다.

이번에도 결론적으로는 이전과 동일하다.

객체끼리 같은 행동(책임이 같은)을 한다면 두 객체는 동일한 타입에 속한다고 말할 수 있다.타입을 결정하는데 객체의 데이터는 아무런 영향도 미치지 않는다.

이 특성을 적용하면 타입으로 분류할 때 사용해야 하는 기준이 명확해진다.

객체간에 동일한 데이터를 갖고 있어도 행동이 다르다면 그 객체들은 서로 다른 타입으로 분류되는것이 옳다.

이러한 특성(행동에 의해 타입이 결정된다)은 객체지향 세상을 특징 짓는 중요한 몇 가지 원리와 원칙에 의미를 부여한다.

• 같은 타입에 속한 객체는 행동만 동일하다면 서로 다른 데이터를 가질 수 있다. 여기서 동일한 행동이란 동일한 책임을 의미하며 동일한 책임이란 동일한 메시지 수신을 의미한다.
• 다만 내부의 표현 방식이 다르기 때문에 동일한 메시지를 처리하는 방식은 서로 다를 수밖에 없다.

위의 특성이 객체지향 세계의 다형성에 의미를 부여한다.

여기서 다형성이란 동일한 요청에 대해 서로 다른 방식으로 응답할 수 있는 능력을 뜻한다.

동일한 메시지를 서로 다른 방식으로 처리하기 위해서는 객체들은 동일한 메시지를 수신할 수 있어야 하기 때문에 결과적으로 다형적인 객체들은 동일한 타입에 속하게 된다.

데이터의 내부 표현 방식과 무관하게 행동만이 고려 대상이라는 사실은 외부에 데이터를 노출 시키지 않는다는 것을 뜻하는데, 이렇게 외부에 행동만 제공하고 데이터를 감추는 객체 지향 원칙을 캡슐화라고 한다.

타입의 계층

트럼프 계층

우리가 추상화를 통해 트럼프 종류들을 모두 그저 ‘트럼프’라고 일반화를 시켰었는데, 사전적으로 생각했을 때 우리가 생각한 트럼프와는 다르다. 몇가지의 행동은 트럼프와 일치하지만, 걸을 수 있는 트럼프는 없다.

걸을 수 있는 트럼프 인간은 트럼프가 할 수 있는 모든 것을 할 수 있고, 걷기까지 할 수 있는 것이다.

일반화/특수화

트럼프와 트럼프 인간의 예시처럼 포괄적인 개념에서 좀 더 특화된 개념으로 변화된 개념을 일반화/특수화(generalization/specialization)관계 라고 한다.

객체의 일반화와 특수화 관계에 있어서도 중요한 것은 객체가 내부에 보관한 데이터가 아니라 객체가 외부에 제공하는 행동이다.

슈퍼타입과 서브타입

일반화/특수화를 했을 때 일반적인 타입을 슈퍼타입 이라고 하고 좀 더 특수한 타입을 서브타입이라고 한다.

슈퍼타입과 서브타입에서도 행동에 의해 두 타입간의 관계가 결정되는데, 어떤 타입이 다른 타입의 서브타입이 되기 위해서는 행위적 호환성을 만족시켜야 한다.

정적 모델

타입의 목적

정적모델은 시간에 따라 변화하는 모델이 아닌, 어느 시점에 사과를 먹어서 키를 변경시키거나 할 때 앨리스가 갖고있는 ‘키(상태)’를 갖고있게 해준다.

시간에 따라 변화하는 값(키 + 180cm)을 배제하는 것이다. 이렇게 시간의 영향과 상태의 변화를 배제한다면 정적 모델이 될 것이다.

결국 이 과정이 추상화. 타입을 이용하면 객체의 동적인 특성을 추상화할 수 있다.

동적 모델과 정적 모델

• 동적 모델
  • 객체가 특정 시점에 구체적으로 어떤 상태를 가지는지
• 정적 모델
  • 모든 행동을 시간에 독립적으로 표현하는 것
  • 동적으로 변하는 객체의 상태가 아니라 객체가 속한 타입의 정적인 모습을 표현

클래스

객체지향 프로그래밍 세계에서 정적인 모델은 클래스를 이용해 타입을 구현하면 된다.

• 클래스와 타입을 동일하게 보면 유연한 객체지향 설계에 방해가 된다.
• 클래스는 타입을 구현하는 용도로도 사용되고 코드를 재사용하는 용도로도 사용되기 때문이다.