[Java] 다형성이 중요한 이유?

객체 지향 프로그래밍란?

• 객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 명렁의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 독립된 단위,
• 즉 "객체" 들의 모임으로 파악하고자 하는 것입니다. 각각의 객체는 메서지를 주고받고, 데이터를 처리할 수 있다.
• 객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용된다.

 

그렇다면 유연하고, 변경이 용이하다는게 뭘까?

• 레고 블럭 조립하듯이
• 키보드, 마우스 갈아 끼우듯이
• 컴퓨터 부품 갈아 끼우듯이
• 컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발할 수 있는 방법

 

객체 지향 프로그램 특징

• 추상화
• 캡슐화
• 상속
• 다형성

 

다형성의 실세계 비유

• 실세계와 객체 지향을 1:1로 매칭 X
• 그대로 실세계의 비유로 이해하기에는 좋음
• 역할과 구현으로 세상을 구분

 

예시

• 운전자 - 자동차
• 공연 무대
• 키보드, 마우스, 세상의 표준 인터페이스들
• 정렬 알고리즘
• 할인 정책 로직

역할과 구현을 분리

• 역할과 구현으로 구분하면 세상이 단순해지고, 유연해지며 변경도 편리해진다.
• 장점
  • 클라이언트는 대상의 역할(인터페이스)만 알면 된다.
  • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조를 몰라도 된다.
  • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조가 변경되어도 영향을 받지 않는다.
  • 클라이언트는 구현 대상 자체를 변경해도 영향을 받지 않는다.

 

역할과 구현을 분리 - (Java)

• 자바 언어의 다형성을 활용
• 역할 = 인터페이스
• 구현 = 인터페이스를 구현한 클래스, 구현 객체
• 객체를 설계할 때 역할과 구현을 명확히 분리
• 객체 설계시 역할(인터페이스)을 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체 만들기

 

객체의 협력이라는 관계부터 생각해보자!

• 혼자 있는 객체는 없다.
• 클라이언트: 요청, 서버: 응답
• 수 많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력 관계를 가진다.

빨간색은 서버이면서 클라이언트도 될 수 있다.

 

 

자바 언어의 다형성

• 오버라이딩 된 메서드가 실행
• 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 물론 클래스 상속 관계도 다형성, 오버라이딩 적용가능

 

 

 

 

porscheCar, AudiCar는 부모에 대입할 수 있다.

 

 

실제로는 오버라이딩된 메서드가 호출된다.

 

다형성의 본질

• 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 다형성의 본질을 이해하려면 협력이라는 객체사이의 관계에서 시작해야 한다.
• 클라이언트(요청)를 변경하지 않고, 서버(응답)의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.

 

장점

• 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있디.
• 유연하고, 변경이 용이하다.
• 확장 가능한 설계(수많은 종류의 자동차를 만들 수 있다.(구현체 확장))
• 클라이언트에 영향을 주지 않고 서버를 변경할 수 있다.
• 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요하다.

 

한계

• 역할(인터페이스) 자체가 변하면 클라이언트, 서버 모두에 큰 변경이 발생한다.
• 자동차를 비행기로 변경해야 한다면? - 운전자가 비행기 자격증을 따야 된다.
• 대본 자체가 변경된다면? - 대본을 다시 짜야하고 대본도 다시 외워야 한다.
• USB 인터페이스가 변경된다면? - 다시 새로 만들어야 한다.
• ★ ★ ★ ★ ★ 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요하다. ★ ★ ★ ★ ★

 

참고

• 다형성이 가장 중요하다!
• 디자인 패턴 대부분은 다형성을 활용하는 것이다.
• 스프링의 핵심인 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)도 결국 다형성을 활용하는 것이다.
• 다형성을 잘 활용하면 구현을 편리하게 변경할 수 있다.

 

OCP(Open - Closed Principle) 원칙

 

좋은 객체 지향 설계 원칙 중 하나로 OCP 원칙이라는 것이 있다.

• Open for extension: 새로운 기능의 추가나 변경 사항이 생겼을 때, 기존 코드는 확장할 수 있어야 한다.
• Closed for modification: 기존의 코드는 수정되지 않아야 한다.

 

확장에는 열려있고, 변경에는 닫혀 있다는 뜻인데, 쉽게 이야기해서 기존의 코드 수정 없이

새로운 기능을 추가할 수 있다는 의미 입니다.

 

확장이 열려있다는 의미

Car 인터페이스를 사용해서 새로운 차량을 자유롭게 추가할 수 있습니다. Car 인터페이스를 구현해서 기능을 추가할 수 있다는 의미입니다. 그리고 Car 인터페이스를 사용하는 클라이언트 코드(Driver)도 인터페이스(Car)를 통해 새롭게 추가된 차량을 자유롭게 호출할 수 있습니다. 이것이 확장이 열려있다는 의미입니다.

 

코드 수정은 닫혀 있다는 의미

예를 들어 새로운 차를 추가하게 되면 기능이 추가되기 때문에 기존의 코드 수정은 불가피합니다.

당연히 어딘가의 코드는 수정해야 합니다.

 

변하지 않는 부분

새로운 자동차를 추가할 때 가장 영향을 받는 중요한 클라이언트는 바로 Car의 기능을 사용하는 Driver 입니다.

핵심은 Car 인터페이스를 사용하는 클라이언트인 Driver의 코드를 수정하지 않아도 된다는 뜻입니다.

 

변하는 부분

main( )과 같이 새로운 차를 생성하고 Driver에게 필요한 차를 전달해주는 역할은 당연히 코드 수정이 발생합니다.

main( )은 전체 프로그램을 조율하는 역할을 합니다. 이런 부분은 OCP를 지켜도 변경이 필요합니다.

 

전략 패턴(Strategy Pattern)
디자인 패턴 중에 가장 중요한 패턴을 하나 뽑으라고 하면 전략 패턴을 뽑을 수 있다. 전략 패턴은 알고리즘을 클라이언트 코드의 변경 없이 쉽게 교체할 수 있다. Car 인터페이스가 바로 전략을 정의하는 인터페이스가 되고, 각각의 차량이 전략의 구체적인 구현이 된다. 그리고 전략을 클라이언트 코드(Driver)의 변경 없이 손쉽게 교체할 수 있다.