백준 2805번 나무 자르기
https://www.acmicpc.net/problem/2805

접근 방식

나무 m미터가 필요
절단기의 높이를 이분탐색의 요소
범위가 20억 => long범위로 잡아야할듯? 마지막에 실험해보자

구현 방법

• 이분탐색을 위한 나무 요소중 max값 찾기
• 나무 윗동을 center값으로 잡고 자르기
• 잘랐을 때의 길이를 count로 체크
• count가 m보다 크다면 height 최신화
• count는 길이를 더해줘야하는데 길이의 범위가 20억이기 때문에 20억 이상이되는 수가 나올 것임. count ⇒ long선언

⇒

나무를 아껴서 가장 최소의 m만 챙겨야하기 때문에!!! 절단기 설정 높이는 높아야 하는 것
가장 높은 것을 기준으로 이분탐색

4 7
20 15 10 17

이 테스트케이스에서는 20이 가장 높다
->
이분탐색의 범위를 1 ~ 20까지로 정함
중간부터 시작해서 쭉 돌려
만약에 범위안에 갯수가 맞다면 10
틀리면 왼쪽으로 가야겠지 => 이 높이에선 최소나무길이가 안맞기때문
맞으면 오른쪽으로 가야겠지 => 가장 조금 나무를 잘라야하니까

풀이

import java.io.*;
import java.util.*;

public class p2805 {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        int n = Integer.parseInt(st.nextToken());
        int m = Integer.parseInt(st.nextToken());

        int[] a = new int[n];
        st = new StringTokenizer(br.readLine());
        int right = Integer.MIN_VALUE;
        for(int i = 0; i < n; i++){
            a[i] = Integer.parseInt(st.nextToken());
            right = Integer.max(right, a[i]);
        }

        int left = 1;
        long height = 0;
        while(left <= right){
            long count = 0;
            int center = (left + right) / 2;
            //나무 윗동을 center값 기준으로 자르기
            for(int i = 0; i < n;i++){
                if(a[i] >= center){
                    count += a[i] - center;
                }
            }

            if(count >= m){
                height = center;
                left = center + 1;
            }else{
                right = center -1;
            }

        }

        System.out.println(height);

    }
}

후기

전형적인 이분탐색 문제 조금만 익숙해진다면 쉬운 이분탐색은 금방 풀 수 있을 것 같다.

백준 16401 과자 나눠주기

https://www.acmicpc.net/problem/16401

접근 방식

길이를 기준으로 이분탐색, 과자의 개수에 따라서 m명의 조카에게 나눠줄 수 있는지 판단하는 것이 중요!

구현 방법

• 이분탐색을 위한 범위
• 과자를 활용할 배열

⇒

배열로 과자를 입력받은 후 받은 과자 배열의 요소를 모두 탐색 → 이분탐색의 중앙값을 기준으로 해당 과자의 갯수를 카운트하고, 카운트의 갯수와 입력받은 m의 수가 일치한다면 과자를 동일한 길이로 줄 수 있는 것이기 때문에 해당 값을 정답에 저장 → 길이가 포함된다면 이분탐색 피벗기준 우측, 포함되지않으면 피벗기준 좌측

풀이

import java.io.*;
import java.util.*;

public class p16401_2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        BufferedReader br =new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        int m = Integer.parseInt(st.nextToken());
        int n = Integer.parseInt(st.nextToken());
        int[] a = new int[n];

        st = new StringTokenizer(br.readLine());
        for(int i = 0; i < n; i++){
            a[i] = Integer.parseInt(st.nextToken());
        }

        Arrays.sort(a);
        int maxCookieLength = 0;
        int left = 1;
        int right = a[n-1];
        while(left <= right){
            int count = 0;
            int center = (left + right) / 2;
            //m을 기준으로 몇개가 나오는지 카운트
            for(int i = 0; i <n; i++){
                count += a[i]/center;
            }

            if(count >= m){
                maxCookieLength = center;
                left = center+1;
            }else{
                right = center-1;
            }
        }

        System.out.println(maxCookieLength);

    }
}

후기

이분탐색임을 알고 시작했는데, 아직 익숙하지 않아서 접근이 어려웠다.

백준 29812 아니 이게 왜 안돼

https://www.acmicpc.net/problem/29812

접근 방식

문자열 자체를 입력받은 후 문자열의 위치를 저장하는 Queue에 담았다.

queue를 통해 각 요소를 소비하며 문자가 2개 이상일때는 그리디의 조건인 드래그 없는 문자만 삭제하는게 저렴한지, 드래그한 후에 삭제하는 것이 저렴한지 구분하며 각 에너지를 더해주고, 이후 HYU의 개수를 기준으로 H,Y,U중 수가 적은 것을 기준으로 HYU묶음 개수를 출력

묶음이 있어서 이번에 배워본 groupingBy를 활용했는데, 아마 더 상세하게 바꿀 수 있을 것 같은데 아직 많이 헷갈려서 제대로 활용은 못해봤다 아직은 사용하면서 익숙해지는데 더 힘을 써봐야겠다.

구현 방법

• 그리디 조건을 위한 문자 길이체크 count
• HYU가 아닌 인덱스 위치를 담아둔 Queue
• 각 스트림 매핑 후 H,Y,U를 담기위한 Map

⇒

Queue의 값을 계속 체크하면서 인덱스 차이가 1 이상이면 범위가 벗어난 것
벗어난 범위 기준으로 {카운트 * d(각 문자를 개별딜리트)} vs {d + m} 비교 후 저렴한 것 선택 후 energe에 합치기

→ HYU매핑은 입력받은 문자열 그대로 다시사용해서 굳이 스트림 .chars로 변환 후 각 요소의 H,Y,U를 각각 맵에 담는 형식으로 구현

기존의 문자열에 .append로 HYU를 굳이 추가했는데 이유는 stream으로 매핑할때
아래의 반례는 Map 안에 H관련한 값만 생기기 때문이였다.
1
H
1 3

풀이

package Baekjoon.silver;

import java.io.*;
import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;

public class p29812 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        int energy = 0;
        int n = Integer.parseInt(br.readLine());

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(br.readLine()).append("HYU");
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        int d = Integer.parseInt(st.nextToken());
        int m = Integer.parseInt(st.nextToken());
        ArrayList<Map<Integer, int[]>> removeRange = new ArrayList<>();

        Queue<Integer> noHYUList = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (!isHYU(sb.charAt(i))){
                noHYUList.add(i);
            }
        }

        boolean flag;

        while(!noHYUList.isEmpty()){
            flag = false;
            final int firstIndex = noHYUList.poll();
            int prevIndex = firstIndex;
            int count = 1;

            while(!noHYUList.isEmpty()){
                int isContinuousIndex = noHYUList.peek();
                if(isContinuousIndex-prevIndex == 1){
                    prevIndex = noHYUList.poll();
                    flag = true;
                    count++;
                }else {
                    break;
                }
            }
            if(!flag || count * d < m+d){
                energy+= d*count;
            }else{
                energy += d + m;
            }
        }

        Map<Integer, List<Integer>> result = sb.toString().chars()
                .boxed()
                .filter(c -> isHYU(c))
                .collect(Collectors.groupingBy(c -> c));

        int min = Integer.MAX_VALUE;
        for(int num : result.keySet()){
            min = Integer.min(result.get(num).size(), min);
        }

        sb = new StringBuilder();
        if(energy == 0){
            sb.append("Nalmeok");
        }else{
            sb.append(energy);
        }
        sb.append(System.lineSeparator());
        if(min == 1 || Integer.MAX_VALUE == min){
            sb.append("I love HanYang University");
        }else{
            sb.append(min-1);
        }
        System.out.println(sb);

    }

    static boolean isHYU(int a) {
        switch (a) {
            case 'H', 'Y', 'U':
                return true;
            default:
                return false;
        }
    }
}

package Baekjoon.silver;

import java.io.*;
import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;

public class p29812 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        int energy = 0;
        int n = Integer.parseInt(br.readLine());

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(br.readLine()).append("HYU");
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
        int d = Integer.parseInt(st.nextToken());
        int m = Integer.parseInt(st.nextToken());

        Queue<Integer> noHYUList = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (!isHYU(sb.charAt(i))) {
                noHYUList.add(i);
            }
        }

        boolean flag;

        while (!noHYUList.isEmpty()) {
            flag = false;
            final int firstIndex = noHYUList.poll();
            int prevIndex = firstIndex;
            int count = 1;

            while (!noHYUList.isEmpty()) {
                int isContinuousIndex = noHYUList.peek();
                if (isContinuousIndex - prevIndex == 1) {
                    prevIndex = noHYUList.poll();
                    flag = true;
                    count++;
                } else {
                    break;
                }
            }
            if (!flag || count * d < m + d) {
                energy += d * count;
            } else {
                energy += d + m;
            }
        }

        Map<HYU, Long> result = sb.toString().chars()
                .filter(c -> isHYU(c))
                .boxed()
                .collect(Collectors.groupingBy((Integer c) -> HYU.valueOf(changeHYU(c)), Collectors.counting()));

        int min = Integer.MAX_VALUE;
        for (Object num : result.keySet()) {
            min = Integer.min(Math.toIntExact(result.get(num)), min);
        }

        sb = new StringBuilder();
        if (energy == 0) {
            sb.append("Nalmeok");
        } else {
            sb.append(energy);
        }
        sb.append(System.lineSeparator());
        if (min == 1 || Integer.MAX_VALUE == min) {
            sb.append("I love HanYang University");
        } else {
            sb.append(min - 1);
        }
        System.out.println(sb);

    }

    static boolean isHYU(int a) {
        switch (a) {
            case 'H', 'Y', 'U':
                return true;
            default:
                return false;
        }
    }

    static String changeHYU(int c) {
        return String.valueOf((char) c);
    }

    private enum HYU {
        H,
        Y,
        U
    }
}

후기

스트림 없이 하면 참 쉽겠지만… 언젠가는 잘 써보고싶어서 계속 활용하면서 일단 익숙해져야할것같다.. 이번에는 스트림을 리팩토링 후에 성능이 더 느려졌는데 아마 boxing하는 비용이 더 많아지고, 중간에 changeHYU를 통해 계속 값을 더해줘서 그럴 것 같았다.

백준 11559 Puyo Puyo

https://www.acmicpc.net/problem/11559

Comment
기본적인 탐색 + 구현 시뮬레이션 문제
확실히 구현이 들어가니까 실수하는게 생기고 실수했을 때 원인찾기가 어렵다. 지금은 디버깅으로 가능하지만 코테에서는 신경을 많이 써서 해야할 듯?

Hint

• 기본적인 BFS이동을 담을 movePoint
• 방문체크 visited
• 게임판 puyoMap
• 연쇄횟수
• 매 라운드가 있어야하기에 puyoClear(boolean)
• 연쇄가 발생했을 때 뿌요를 지울 ArrayList

아직 깔끔하게 구현은 못하겠지만 어느걸 써야할지는 계속 생각하며 풀어야 함

Solution
1. 탐색하고 탐색된 좌표 저장
2. 탐색된 좌표가 4개 이상일 때 puyoClear = true, 실제로 지울 clearPuyoMap List에 추가
3. clearPuyoMap 기반으로 뿌요들을 아래로 내려줌
4. 한번 지워진 상태(puyoClear == true)라면 1~3 반복

큰 흐름은 위의 순서로 진행된다.
값 초기화 잘 신경써서 해주면 크게 어렵지는 않다.

https://www.acmicpc.net/problem/2310

2310번 어드벤처 게임

Comment
문제 이해하는데 한참 걸렸던 문제 생각보다 구현은 엄청 어렵지는 않았다.
문제 이해를 돕자면 각 줄이 1, 2, 3, 4번 방으로 쭉 나열되는 것이고, E,L,T의 상태를 가진 방 으로 생각하면 편할 것 같다.
다들 쉽게 이해하겠지만 저는 좀 힘들었습니다..

Hint

• 기본적인 방의 번호와 상태를 담은 mapList
• 방문을 확인할 배열 visited
• n번방에 도달했는지 확인하는 success

Solution
문제 이해하기까지도 오래 걸리고, 아직 문해력이 부족한건지 모호했던 부분이 많았던 문제 그래도 직접 해결해서 뿌듯하다

Chapter07 함께 모으기

코드와 모델을 밀접하게 연관 시키는 것은 코드에 의미를 부여하고 모델을 적절하게 한다.

• 에릭 에반스 -

마틴 파울러의 객체 지향 설계 세가지 관점

UML Distilled 2판을 통해서 객체 지향 설계에 존재하는 세가지 관점에 관해 설명한다.

• 개념 관점(Conceptual Perspective)
• 명세 관점(Specification Perspective)
• 구현 관점(Implementation Perspective)

개념 관점

설계는 도메인 안에 존재하는 개념과 개념들 사이의 관계를 표현한다. 소프트웨어는 도메인에 존재하는 문제를 해결하기 위해 개발되는데, 이 관점이 사용자가 도메인을 바라보는 관점을 반영한다. 때문에 사용자에 필요한 소프트웨어를 만들기 위해서는 실제 도메인의 규칙과 제약을 최대한 유사하게 반영해야 한다.

명세 관점

사용자의 영역인 도메인을 벗어나 개발자의 영역인 소프트웨어로 초점이 옮겨진다.
명세 관점은 도메인의 개념이 아니라 실제 소프트웨어 안의 객체들의 책임에 초점을 맞춘다. 즉 객체의 인터페이스를 바라보게 된다.

명세 관점은 즉, 프로그래머가 객체가 협력을 위해 ‘무엇’을 할 수 있는가에 초점을 맞춘다.

인터페이스와 구현을 분리하는 것이 훌륭한 객체 지향 설계를 낳는 가장 기본적인 원칙이다.
이 것이 설계의 관점에서는 명세 관점과 구현 관점을 분리하는 것이다.

구현 관점

프로그래머인 우리에게 가장 익숙한 관점으로, 실제 작업을 수행하는 코드와 연관되어 있다.
객체의 책임을 ‘어떻게’ 수행할 것인가 에 초점을 맞추며 인터페이스를 구현하는 데 필요한 속성과 메서드를 클래스에 추가한다.

세 가지 관점의 융합설계

이 세 관점을 통해 개념 → 명세 → 구현 관점 순으로 소프트웨어를 개발하는 것처럼 오해할 수 있는데, 동일한 클래스를 세 가지 다른 방향에서 바라보며 설계하는 것을 의미한다.

클래스는 세 가지 관점이라는 안경을 통해 설계와 관련된 다양한 측면을 드러낼 수 있다. 클래스가 은유하는 개념은 도메인, 공용 인터페이스는 명세, 속성과 메서드는 구현 등과 같이 각각 관점을 반영한다.

이 관점에 맞게 세 가지 관점을 쉽게 식별할 수 있도록 깔끔하게 분리하는 것이 좋은 객체지향 설계를 했다고 볼 수 있다.

커피 전문점 도메인

커피 전문점 예제를 통해 어떤 형식으로 설계하고 구현해나갈지 살펴보기

커피 전문점 세상

커피 전문점을 구성하는 요소들에 관해 생각해보자. 객체 지향 패러다임의 가장 중요한 도구는 객체이므로 커피 전문점을 객체들로 구성된 작은 세상으로 쪼개본다면, 메뉴판, 메뉴판에 있는 커피메뉴가 있을 때 메뉴판 안에 네 개의 메뉴 항목으로 구성돼 있는데 메뉴 항목들 역시 객체로 볼 수 있다. 따라서 메뉴판은 네 개의 메뉴 항목 객체들을 포함하는 객체라고 볼 수 있다. 이를 토대로 도메인 모델을 만들어보자

도메인 모델 설계 과정

객체들 간의 관계를 상태와 무관하게 동일한 행동을 하는 객체를 동일한 타입으로 분류

→ 손님 = {손님}
바리스타 = {바리스타}
메뉴판 = {메뉴판}
메뉴 항목 = {카라멜 마키아또, 아메리카노, 카푸치노, 에스프레소}

타입 간의 관계 확인

메뉴판 → 메뉴 항목 은 하나의 단위로 움직이기 때문에 메뉴 항목은 메뉴판 객체에 포함(Containment) 되어있다. 합성(Composition) 으로도 부른다.

바리스타 → 커피

!바리스타와 메뉴판이나 메뉴 항목과 포함 관계가 아닌 것을 유의해야 한다.

최종적으로 이렇게 관계 형성까지 마무리가 되면 이것이 도메인 모델이 된다. ⇒ 개념 관점 설계

주의해야 할 점으로는, 실제 도메인 모델을 작성하는 단계에서 어떤 관계가 포함이고 어떤 관계가 연관인지 보다 어떤 타입이 도메인을 구성하는지 파악하는 것이 제대로 도메인을 이해하는 것이다.

설계하고 구현하기

협력 찾기(명세 관점 설계)

협력을 잘 설계하는 것은 메시지가 객체를 선택해야한다.

1. 시스템💬 : 커피 주문(아메리카노) → 손님
2. 손님💬 : 메뉴 항목을 찾아라(아메리카노) → 메뉴판
3. 메뉴판☕(아메리카노) : → 손님 (메시지x)
4. 손님💬 : 커피를 제조해라(아메리카노) → 바리스타
5. 바리스타💬 : 커피 생성하라(아메리카노) → 커피
6. 커피☕(아메리카노) : 생성완료 → 바리스타 (메시지x)
7. 커피☕(아메리카노) : 커피 제조완료 → 손님(메시지x)

형태로 메시지가 전달되는 객체의 인터페이스가 만들어진다. 객체가 수신한 메시지가 객체의 인터페이스를 결정하는데, 이렇게 협력을 통해 각 객체가 메시지를 주고받는 것을 객체의 인터페이스 라고 한다. 객체의 인터페이스를 통해 명세 관점 설계를 한다.

이를 토대로 만들어진 인터페이스

class Customer {
        public void order(String menuName){}
}

class MenuItem {
}

class Menu {
        public MenyItem choose(String name){}
}

class Barista {
        public Coffee makeCoffee(MenuItem menuItem) {}
}

class Coffee {
        public Coffee(MenuItem menuItem) {}
}

구현하기

각 클래스의 인터페이스를 식별했으므로 오퍼레이션을 수행하는 방법을 메서드로 구현하는 것을 예시로 들자면

class Customer{
        public void order(String menuName, Menu menu, Barista barista){
                MenuItem menuItem = menu.choose(menuName);
                Coffee coffee = barista.makeCoffee(menuItem);
                ...
        }
}

다음과 같이 실제 메시지를 객체전달을 하기 위해 메시지에 객체를 넣어서 참조 문제를 해결하기도 하고, 내부 구현 또한 각 객체에 맞게 구현한다.

결국 구현은 설계와 다를 수밖에 없다. 이를 생각해서 협력을 구상할 때 너무 오랜 시간 쏟는 것이 아니라 코드를 구현 후에 설계가 구현 가능한지, 이상이 없는지 등 확인해봐야 할 것이다.

코드와 세 가지 관점

코드는 세 가지 관점을 모두 제공해야 한다.

• 개념 관점 : Customer, Menu, MenuItem, Barista, Coffee 클래스
• 명세 관점 : public 메서드(메시지, 협력이 가능한 공용 인터페이스)
• 구현 관점 : 클래스 내부의 메서드나 속성 등

개념 관점을 잘 지켜야 직관적으로 어느 로직이 어느 곳에 들어갈지 파악이 쉽고, 명세 관점을 잘 지켜야 변화에 안정적인 설계가 될 수 있고, 구현 관점을 잘 지켜야 외부의 클래스가 알지 못하게 각 객체 내부에서 요구사항이 변경되어도 잘 돌아갈 수 있는 객체 지향 설계가 될 수 있을 것이다.

도메인 개념을 참조하는 이유

도메인 개념을 잘 지켜야 도메인에 대한 지식을 기반으로 코드의 구조와 의미를 쉽게 유추할 수 있기에 유지보수성에 큰 영향을 끼친다.

인터페이스와 구현을 분리하라

명세 관점과 구현 관점이 섞이면 좋은 코드가 아니다.

명세 관점 → 인터페이스

구현 관점 → 내부 구현

명세 관점인 인터페이스를 통해 내부 구현을 숨기고, 구현 관점을 통해 구현하라.

12755번 수면 장애

https://www.acmicpc.net/problem/12755

Comment
진짜 처음엔 별거 없을거라 생각했는데 생각보다 난이도가 높았던 문제
좀 애먹으면서 문제를 풀었던 것 같다. 메모리 제한이 생각보다 너무 컸고, 정답숫자 위치에서 인덱스 범위 잡는 것에 대한 고민...

hint
for문의 범위는 상관없고 번호와 길이를 따로 저장해서 확인하면 좀 편하다.

Solution
temp 인트를 선언해서 길이를 계속 저장해준다! 길이 저장 후 length가 n과 같거나 커졌을 때 for문을 탈출, 해당 i의 값이 n의 범위에 걸친 i이고, for문의 증강연산으로 인해 i-1이 정답번호이다. 여기서 값 추출은 length-n을 통해 0 ~ i.length()-1 까지 위치를 잡아서 출력하는데, 인덱스를 통해 출력하기 때문에 StringBuilder를 만들어서 reverse메서드로 먼저 뒤집어줬다.

솔직히 깔끔하지는 못한 코드지만 그래도 어떻게든 해결했단 것에 만족..!

Chapter04 스트림 소개

컬렉션의 역할

컬렉션은 자바에서 빠져서는 안되는 데이터를 그룹화하는 도구다.

모든 자바 애플리케이션에서 만들고 처리하고 있는 컬렉션이지만, 이 컬렉션에서 지원해주는 연산을 지원하지않는다.

때문에 우리가 해당 연산을 처리할 때 데이터를 처리하는 코드를 구현하는데, 해당 구현 방식이 다른 개발자가 봤을 때 명시적이지 않아 명확하지 않을 수 있다. 또 많은 요소를 포함하는 컬렉션은 처리 성능을 높이려면 병렬처리가 불가피한데, 병렬 처리 코드는 어렵다.

헛둘님

스트림이란 무엇인가

스트림은 자바 8 API에 추가된 기능이다.

스트림 API의 장점

• 컬렉션 데이터 반복을 편리하게 처리할 수 있다.
• 데이터를 멀티스레드를 활용하지 않아도 투명하게 병렬로 처리할 수 있다.
• 선언형으로 코드를 구현할 수 있다.
  • 루프와 if조건문 등의 블록 구현이 필요없음
• 여러 빌딩 블록 연산을 연결해서 복잡한 데이터 처리 파이프라인을 만들 수 있다.
• 선언형과, 블록연산을 파이프라인으로 연결하기 때문에 가독성과 명확성이 유지된다.

gpt답변

자바 8의 스트림API의 특징

• 선언형 : 더 간결하고 가독성이 좋아진다.
• 조립할 수 있음 : 유연성이 좋아진다.
• 병렬화 : 성능이 좋아진다.

스트림 시작하기

자바 8부터 Collections에서 스트림을 반환하는 stream() 메서드가 추가되었다.

스트림을 정의하자면 데이터 처리 연산을 지원하도록 소스에서 추출된 연속된 요소 이다.

• 연속된 요소 : 특정 요소 형식으로 이루어진 연속된 값 집합의 인터페이스를 제공한다.
  • 컬렉션의 주제는 데이터 스트림의 주제는 계산 이다.
• 소스 : 스트림은 컬렉션, 배열 등의 자원 데이터 제공 소스를 소비할 뿐이다. 소스를 그대로 사용하기 때문에 정렬된 컬렉션으로 스트림을 생성하면 정렬이 그대로 유지된다.
• 데이터 처리 연산 : 데이터베이스와 비슷한 연산을 지원한다. filter, map, reduce, find, match, sort… 등으로 데이터를 조작할 수 있는 연산을 지원한다.
• 파이프라이닝(Pipelining) : 스트림 연산 대부분은 파이프라인을 구성할 수 있도록 스트림 자신을 반환한다.
  • 게으름, 쇼트서킷 등과 같은 최적화도 얻을 수 있다.(5장 설명)
  • 연산 파이프라인은 데이터 소스에 적용하는 데이터베이스 질의와 비슷하다.
• 내부 반복 : 반복자를 이용해서 명시적으로 반복하는 컬렉션과 달리 스트림은 내부 반복을 지원한다.

스트림의 특징을 예제에 적용

import static java.util.stream.Collectors.toList;
public static List<String> getLowCaloricDishesNamesInJava8(List<Dish> dishes) {
    return dishes.stream() // 메뉴(요리 리스트)에서 스트림을 획득
                // 파이프라인 연산 시작
        .filter(d -> d.getCalories() < 400) // 1. 고칼로리 요리를 필터링으로 제외
        .sorted(comparing(Dish::getCalories)) // 2. 요리명 추출
        .map(Dish::getName) // 3. 선착순 세개만 선택
        .collect(toList()); // 4. 을 통해 나온 결과를 다른 리스트로 저장
  }

!!
.collect(toList()) -> add, remove 가능
.collect(Collectors.toUnmodfiableList()) -> 자바10
.toList() -> 자바16

불변 리스트, 변환가능한 리스트
List <- new ArrayList 변환가능
List.of() Arrays.asList() -> 불변리스트 set가능
toUnmodfiableList -> 불변리스트지만 List.of와 다름

• 데이터 소스 : 요리 리스트 → 연속된 요소를 스트림에 제공
• filter, sorted, map, collect : 데이터 처리 연산 - collect()를 제외한 연산은 파이프라인을 형성할 수 있도록 스트림을 반환
  • filter : 람다를 인수로 스트림에서 특정 요소를 제외시킨다.
  • map : 람다를 이용해서 한 요소를 다른 요소로 변환하거나 정보를 추출
  • limit : 정해진 개수 이상의 요소가 스트림에 저장되지 못하게 크기를 축소
  • collect : 스트림을 다른 형식으로 변환한다. toList()는 스트림을 리스트로 변환

스트림과 컬렉션

컬렉션과 스트림은 모두 연속된 요소 형식의 값을 저장하는 자료구조의 인터페이스를 제공한다.

여기서 연속된 이라는 표현은 순차적으로 값에 접근한다는 것을 의미한다.

이 둘은 연속된 값을 접근해서 처리하는 방식인데 무엇이 다른가? 했을 때

데이터를 언제 계산하느냐가 컬렉션과 스트림의 가장 큰 차이라고 꼽을 수 있다.

스트림 vs 컬렉션

• 스트림
  • 요청할 때만 요소를 계산하는 고정된 자료구조
  • 적극적 생성 : 모든 값을 계산할 때까지 기다림
  • 내부 반복(internal iteration)
• 컬렉션
  • 모든 요소는 컬렉션에 추가하기 전에 계산되어야 한다.
  • 게으른(Laziness) 생성 : 필요할 때만 값을 계산
  • 외부 반복(external iteration)

딱 한 번만 탐색할 수 있다.

Iterator와 동일하게 한번만 사용되고 버려진다. 재탐색을 위해서는 초기 데이터 소스에서 새로운 스트림을 만들어야 함

List<String> title = Arrays.asList("Java8", "In", "Action");
Stream<String> s = title.stream();
s.forEach(System.out::println);
s.forEach(System.out::println); -> IllegalStateException 발생!

외부 반복 보다 내부 반복이 좋다

명시적으로 처리 된 컬렉션 목록을 가져와서 처리하고, 처리한 컬렉션을 다시 다른 컬렉션에 담아서 처리하고… 방식이 상당히 번거롭다.

작업을 실행할 때 명시적으로 값 처리를 바로 바로 담아서 넣어줄 수 있고, 값을 처리할 때 명시적으로 어떤 일을 행하는지 볼 수 있다.

또 병렬처리를 관리하는 부분에서 좋다.

예시 ) 외부 반복 vs 내부 반복

<외부 반복>
List<String> highCaloricDishes = new ArrayList<>();
Iterator<String> iterator = menu.iterator();
while(iterator.hasNext()){
        Dish dish = iterator.next();
        if(dish.getCalories() > 300){
                highCaloricDishes.add(d.getName());
        }
}

->

<내부 반복>
List<String> highCaloricDish = menu.stream()
        .filter(dish -> dish.getCalories() > 300)
        .map(Dish::getName)
        .collect(toList());

스트림 연산

이제 스트림의 연산 방식을 예시와 함께 명칭으로 구분을 해보자.

public static List<String> getLowCaloricDishesNamesInJava8(List<Dish> dishes) {
    return dishes.stream() // 요리 리스트에서 스트림 얻기
        .filter(d -> d.getCalories() < 400) // 중간 연산
        .sorted(comparing(Dish::getCalories)) // 중간 연산
        .map(Dish::getName) // 중간 연산
        .collect(toList()); // 최종 연산
  }

• 중간 연산
  • 단말 연산을 스트림 파이프라인에 실행하기 전까지는 아무 연산도 수행하지 않는다는 것, 즉 게으르다 중간 연산을 합친 다음에 합쳐진 중간 연산 결과를 기반으로 최종 연산으로 한번에 처리하기 때문이다.
  • 쇼트서킷 기법을 통해 limit연산을 통해 갯수제한이 가능하다
  • 루프 퓨전 : 서로 다른 연산들을 한 과정으로 병합시키기도 한다.
• 최종 연산
  • 중간 연산을 다 마친 후에 나온 결과를 최종 처리하는 연산이다.

스트림 이용하기

스트림은 세 가지 방법으로 요약할 수 있다.

• 질의를 수행할 데이터 소스
• 스트림 파이프라인을 구성할 중간 연산 연결
• 스트림 파이프라인을 실행하고 결과를 만들 최종 연산

중간 연산 종류

• filter : Predicate
• map : Function
• limit : 개수제한
• sorted : 정렬
• distinct : 중복 제거

최종 연산 종류

• forEach : 각 요소를 소비하면서 람다 적용
• count : 스트림의 요소 개수 반환
• collect : 스트림을 리듀스해서 컬렉션을 만든다.

Chapter03 람다 표현식

목차

• 람다란 무엇인가?
• 어디에, 어떻게 람다를 사용하는가?
• 실행 어라운드 패턴
• 함수형 인터페이스, 형식 추론
• 메서드 참조
• 람다 만들기

람다란 무엇인가?

람다의 특징

• 익명
  • 보통의 메서드와 달리 이름이 없으므로 익명 이라 표현한다.
• 함수
  • 특정 클래스에 종속되지 않기 때문에 함수라고 부른다. But 메서드의 특성처럼 파라미터 리스트, 바디, 반환 형식, 예외 리스트 등을 포함한다.
• 전달
  • 람다 표현식을 메서드 인수로 전달하거나 변수로 저장할 수 있다.
• 간결성
  • 익명 클래스처럼 불필요한 코드를 생성할 필요가 없다.

<익명 클래스 활용>
Comparator<Apple> byWeight = new Comparator<Apple>(){
        public int compare(Apple a1, Apple a2) {
                return a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());
        }
}

->

<람다 활용>
Comparator<Apple> byWeight =
        (Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

(Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

• 파라미터 리스트
  • ()안의 파라미터 개수
• 화살표
  • 람다의 파라미터와 바디의 구분자
• 람다 바디
  • 두 사과의 무게를 비교

예제를 통한 람다 표현식

1. (String s) → s.length() 

2. (Apple a) → a.getWeight() > 150

3. (int x, int y) → {
        System.out.println("Result:");
        System.out.println(x + y);
}

4. () -> 42

5. (Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

어디에, 어떻게 람다를 사용할까?

함수형 인터페이스

메서드를 파라미터화 할 수 있는 인터페이스

함수형 인터페이스의 특징으로는 추상 메서드를 하나만 선언하는 것이다.

함수형 인터페이스 활용

2장에서 구현했던 필터 메서드

public static List<Apple> filter(List<Apple> inventory, ApplePredicate p) {
    List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple : inventory) {
        if (p.test(apple)) {
            result.add(apple);
        }
    }
    return result;
}

람다를 통한 filter사용

List<Apple> greenApples
        = filter(inventory, (Apple a) -> GREEN.equals(a.getColor()));

Predicate의 자리에 람다가 들어간다.

그래서 함수형 인터페이스 이야기가 왜 나오는데?

람다가 인터페이스의 추상 메서드를 구현할 수 있는 추상 메서드의 구현체(디스크립터)가 될 수 있다.

함수 디스크립터

뜻 그대로 함수를 설명하는 것이라 생각하면 된다.

함수 Runnable의 run이 있을 때

파라미터 : null 반환 : void 으로 했을 때 해당 형태만 일치한다면, 해당 함수의 내부를 어떻게 사용할지 람다로 설명을 하는 것이다.

이 때 파라미터와 반환이 같은 것을 같은 시그니처를 갖는 함수라 볼 수 있는데 시그니처만 같게 한다면 람다를 생성할 수 있다는 뜻이다.

일치하는 시그니처

public Callable<String> fetch() {
        return () -> "Tricky example ;-)";
}

파라미터 : x

반환 : String

일치하지 않는 시그니처

Predicate<Apple> p = (Apple a) -> a.getWeight();

파라미터 : Apple

반환 : boolean

@FunctionalInterface

함수형 인터페이스를 구현할 때 해당 어노테이션을 인터페이스 위에 붙였을 때 함수형 인터페이스가 불가하면 컴파일 에러를 발생시킨다.

ex) 추상메서드 2개

람다 활용 : 실행 어라운드 패턴

public static String processFile(BufferedReaderProcessor p) throws IOException {
    try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(FILE))) {
        return p.process(br);
    }
}

함수형 인터페이스 사용

함수형 인터페이스의 추상 메서드 시그니처를 함수 디스크립터라고 한다.

람다 표현식을 사용하려면 함수 디스크립터를 기술하는 함수형 인터페이스 집합이 필요하다.

이를 위해 자바에서는 java.util.function 패키지로 여러 함수형 인터페이스를 제공한다.

• Predicate T → boolean
• Consumer → void
• Function<T, R> T → R
• Suplier → T
• UnaryOperator → T

기본형 특화

기본형의 경우 함수형 인터페이스 특성 상 제네릭을 받아서 디스크립터가 구성되는데, 이를 행하기 위해 박싱, 언박싱 과정이 불필요하게 들어가게된다.

때문에 이러한 불필요한 연산을 피할 수 있도록 돕는 IntPredicate, IntFunction 등 각 인터페이스에 맞게 지원한다.

형식 검사, 형식 추론, 제약

형식 검사

List<Apple> heavierThan150g =
filter(inventory, (Apple, apple) -> apple.getWeight() > 150);

filter(List<Apple> list, Predicate<Apple> p){
        ...        
        p.test();
        ...
}

interface Predicate<T>{
        boolean test(T t);
}

람다가 사용되는 콘텍스트를 이용해서 람다의 형식을 추론할 수 있다.

1. 람다가 사용된 콘텍스트가 무엇인가?
2. 대상 형식은 Predicate
3. Predicate 인터페이스의 추상 메서드는 무엇인가?
4. Apple을 파라미터로 받아 boolean을 반환한다.
5. 함수 디스크립터는 Apple → boolean이기 때문에 형식 검사가 성공적으로 완료된다.

특별한 void 호환 규칙

람다의 바디에 일반 표현식이 있으면 void를 반환하는 함수 디스크립터와 호환된다

void를 반환하는 함수 디스크립터는 다른 값이 반환되어도 사용이 가능함

형식 추론

Comparator<Apple> c = 
        (Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

->

Comparator<Apple> c = 
        (a1, a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

컴파일러가 람다의 표현식과 관련된 함수형 인터페이스를 추론한다.

지역 변수 사용

람다는 자기 바깥에 있는 접근 가능한 변수에 대해서도 사용이 가능하다

이와 같은 동작을 람다 캡처링 이라고 부른다.

쓰면 안되는 예시

<컴파일 에러>
int n = 0;
Runnable r = () -> System.out.println(n);
n++;

->

int n = 0;
do {
    int finalN = n;
    n++;
    Runnable r = () -> System.out.println(finalN);
    r.run();
} while (n != 5);

메서드 참조

기존에 있던 메서드 정의를 재활용해서 람다처럼 코드뭉치를 전달할 수 있다.

inventory.sort((Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight()));

->

inventory.sort(comparing(Apple::getWeight));

그래서 왜 사용하는데?

기존 메서드 구현을 명시적으로 참조함으로써 가독성을 높일 수 있고, 재사용도 가능하기에 효율이 좋다.

사용가능한 메서드 참조 형식

• 정적 메서드 참조
  • static 유틸메서드 등
  • List::of
  • 정적 팩토리 메서드
• 다양한 형식의 인스턴스 메서드 참조
  • String::length
• 기존 객체의 인스턴스 메서드 참조
  • this::getWeight

기존의 표현식을 메서드 참조로 바꾸는 예시

람다 : (args) -> ClassName.staticMethod(args)

메서드 참조 : ClassName::staticMethod

생성자 참조

Apple apple1 = new Apple();

Apple apple1 = Apple::new;

위의 메서드 참조와 형식은 같다.

람다 표현식을 조합할 수 있는 유용한 메서드

몇몇 함수형 인터페이스에서 지원하는 유용한 유틸리티 메서드 소개

Comparator

• comparing() → Comparator.comparing()
• comparing().reversed() → 역정렬
• thanComparing() → 두번째 비교자를 통한 추가비교

Predicate

• negate() → 결과반전
• and() → 비교연산 추가
• or() → 비교연산 추가

Function

• andThen() → 함수를 입력 후 다른 함수의 입력으로 전달
• compose() → andThen()의 반대순서로 함수의 입력전달

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