6장 객체와 자료 구조

1. 📌 핵심 개념 정리

✅ 요약하기

변수를 비공개로 정의하는 이유가 있다. 남들이 변수에 의존하지 않게 만들고 싶기 때문이다. 그렇다면 어째서 수많은 프로그래머가 조회 함수와 설정 함수를 당연하게 공개해 비공개 변수를 외부에 노출할까?

자료 추상화

변수 사이에 함수라는 계층을 넣는다고 구현이 저절로 감춰지지는 않는다. 구현을 감추려면 추상화가 필요하다.
그저 조회 함수와 설정 함수로 변수를 다룬다고 클래스가 되지는 않는다. 그보다는 추상 인터페이스를 제공해 사용자가 구현을 모른 채 자료의 핵심을 조작할 수 있어야 진정한 의미의 클래스다.
자료를 세세하게 공개하기보다는 추상적인 개념으로 표현하는 편이 좋다.
인터페이스나 조회/설정 함수만으로는 추상화가 이뤄지지 않는다.
개발자는 객체가 포함하는 자료를 표현할 가자 좋은 방법을 심각하게 고민해야 한다.
아무 생각 없이 조회/설정 함수를 추가하는 방법이 가장 나쁘다.
변수를 private으로 선언하더라도 각 변수마다 getter/setter를 제공한다면 구현을 외부로 노출하는 셈이다.
구체적인 Point 클래스는 공개 변수를 가진다.
추상적인 Point 클래스는 내부 구조를 노출하고, 개별적으로 좌표값을 읽고 설정하게 강제한다. 일반적으로 변수를 private으로 많이 선언을 하는데, 각 값마다 get과 set 함수를 제공한다면 이는 결과적으로 내부 구조를 노출하는 구조가 된다.

자료/객체 비대칭

객체는 추상화 뒤로 자료를 숨긴 채 자료를 다루는 함수만 공개한다.
자료 구조는 자료를 그대로 공개하며 별다른 함수는 제공하지 않는다.
위 두 정의는 본질적으로 상반된다.
절차 지향적인 구조의 클래스는 자료를 공개하며, Geometry 클래스에서 도형의 동작 방식을 구현한다. 새 함수를 추가해도 도형 클래스는 영향을 받지 않지만, 새 도형을 추가하면 Geometry 클래스의 함수를 모두 고쳐야 할 수 있다.
객체 지향적인 구조의 클래스는 내부 자료를 숨기고 각 도형 클래스에서 자신의 동작(area())을 구현한다. 새 도형을 추가해도 기존 함수에 영향을 미치지 않지만, 새 함수를 추가하려면 모든 도형 클래스를 고쳐야 한다.
다시말해, 객체 지향 코드에서 어려운 변경은 절차적인 코드에서 쉬우며, 절차적인 코드에서 어려운 변경은 객체 지향 코드에서 쉽다.
복잡한 시스템을 짜다 보면 새로운 함수가 아니라 새로운 자료 타입이 필요한 경우가 생긴다. 이때는 클래스와 객체 지향 기법이 가장 적합하다.
반면, 새로운 자료 타입이 아니라 새로운 함수가 필요한 경우도 생긴다. 이때는 절차적인 코드와 자료 구조가 좀 더 적합하다.
객체는 동작을 공개하고 자료를 숨긴다. 그래서 기존 동작을 변경하지 않으면서 새 객체 타입을 추가하기 쉽다. 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.
보통 모든 것을 객체로 바라보지만, 때로는 단순한 자료 구조가 적합한 상황도 있다.

디미터 법칙

잘 알려진 휴리스틱으로, 모듈은 자신이 조작하는 객체의 속사정을 몰라야 한다는 법칙이다.
객체는 조회 함수로 내부 구조를 공개하면 안 된다는 의미다. 그러면 내부 구조를 노출하는 셈이기 때문이다.
기차 충돌
여러 객체가 한줄로 이어진 기차처럼 보이는 코드
일반적으로 조잡하다 여겨지는 방식이므로 피하는 편이 좋다.
클래스 C의 메서드 f는 다음과 같은 객체의 메서드만 호출해야 한다:
- 클래스 C: f는 자기 자신(this)의 메서드를 호출할 수 있다.
- f가 생성한 객체: 메서드 f가 만든 객체의 메서드는 호출해도 된다.
- f 인수로 넘어온 객체: f가 인수로 받은 객체의 메서드는 호출할 수 있다.
- C 인스턴스 변수에 저장된 객체: 멤버 변수로 저장된 객체는 사용 가능하다.
하지만 위 객체에서 허용된 메서드가 반환하는 객체의 메서드는 호출하면 안 된다. 다시 말해, 낯선 사람은 경계하고 친구랑만 놀라는 의미이다.
위반 사례:

class Engine {
    public void start() {
        System.out.println("Engine started");
    }
}
class Car {
    private Engine engine = new Engine();
    public Engine getEngine() {
        return engine; // 내부 객체를 직접 반환
    }
}
class Driver {
    public void drive(Car car) {
        car.getEngine().start(); // 🚨 디미터의 법칙 위반 (Car의 내부 객체(Engine)에 직접 접근)
    }
}

준수 사례:

class Car {
    private Engine engine = new Engine();
    public void startEngine() { // 중간 계층을 제공
        engine.start();
    }
}
class Driver {
    public void drive(Car car) {
        car.startEngine(); // ✅ 디미터의 법칙 준수 (직접 관계된 객체만 사용)
    }
}

잡종 구조
절반은 객체, 절반은 자료 구조인 잡종 구조가 나온다.
잡종 구조는 중요한 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.
잡종 구조는 최대한 피하자! 프로그래머가 함수나 타입을 보호할지 공개할지 확신하지 못해 어중간하게 내놓은 설계에 불과하다.
구조체 감추기
객체라면 내부 구조를 감춰야 하니, 줄줄이 사탕으로 엮어서는 안된다.
객체는 뭔가를 하라고 말해야지 속을 드러내라고 말하면 안된다.
내부 구조를 드러내지 않으며, 모듈에서 해당 함수는 자신이 몰라야 하는 여러 객체를 탐색할 필요가 없어야 한다. 이래야 디미터 법칙을 위반하지 않는 것이다.
기차 충돌 코드는 다음과 같이 나누는 편이 좋다.
자료 구조는 무조건 함수 없이 공개 변수만 포함하고 객체는 비공개 변수와 공개 함수를 포함한다면 디미터 법칙 어기지 않는다.
기차 충돌 예시:

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

위의 기차 충돌 예시에서 반환하는 값이 필요한 이유가 무엇인가? 해당 이유에 맞는 동작(임시 파일 생성)을 구현하여 자료 구조의 내부를 감춘다.

BufferedOuputStream bos = ctxt.createScratchFileStream(classFileNmae);

기차 충돌 예시:

Car car = new Car();
car.getEngine().getBattery().checkBattery(); // 기차 충돌 발생 (Car → Engine → Battery)
car.getEngine().start(); // Car 내부 구조를 너무 깊이 탐색함

개선된 예시:

class Battery {
    public void checkBattery() {
        System.out.println("배터리 상태 확인: 정상");
    }
}
class Engine {
    private Battery battery = new Battery();
    public void start() {
        System.out.println("엔진 시동 걸림!");
    }
    public void checkBatteryStatus() { // 배터리 체크는 엔진이 처리
        battery.checkBattery();
    }
}
class Car {
    private Engine engine = new Engine();
    public void startEngine() { // 엔진을 직접 노출하지 않음
        engine.start();
    }
    public void checkBattery() { // 배터리 체크도 Car가 담당
        engine.checkBatteryStatus();
    }
}
class Driver {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car();
        car.checkBattery(); // Driver는 Car에게만 요청
        car.startEngine(); // Engine을 직접 알 필요 없음
    }
}

위 예제가 디미터 법칙을 위반하는지 여부는 위의 변수들이 객체인지 자료 구조인지에 달렸다. 객체라면 내부 구조를 숨겨야 하므로 확실히 디미터 법칙을 위반한다. 반면, 자료 구조라면 당연히 내부 구조를 노출하므로 문제되지 않는다.

자료 전달 객체

자료 구조체의 전형적인 형태는 공개 변수만 있고 함수가 없는 클래스이다.
이런 자료 구조체를 때로는 자료 전달 객체(DTO) 라고 한다.
흔히 DTO는 데이터베이스에 저장된 가공되지 않은 정보를 애플리케이션 코드에서 사용할 객체로 변환하는 일련의 단계에서 가장 처음으로 사용하는 구조체이다.
좀더 일반적인 형태는 빈 구조다.
빈은 비공개 변수를 조회/설정 함수로 조작한다.
활성 레코드
DTO의 특수한 형태이다.
공개 변수가 있거나 비공개 변수에 조회/설정 함수가 있는 자료 구조지만, 대개 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 흔한데, 이는 바람직하지 않다. 잡종 구조가 나오기 때문이다.
해결책: 활성 레코드는 자료 구조로 취급한다. 비즈니스 규칙을 담으면서 내부 자료를 숨기는 객체는 따로 생성한다.
활성 레코드로 구현 가능.
레코드는 자료 구조로 취급한다. 비지니스 규칙 메서드를 레코드에 구현하지 마라.

2. 🤔 이해가 어려운 부분

🔍 질문하기

객체는 뭔가를 하라고 말해야지 속을 드러내라고 말하면 안된다

"객체에게 뭔가를 하라고 말해야 한다"
- 즉, 객체는 행동(메서드)을 수행해야 하며, 내부 데이터를 직접 노출해서는 안 된다.
- 객체가 스스로 데이터를 처리하도록 유도해야 한다.
"속을 드러내라고 말하면 안 된다"
- 즉, 객체의 내부 상태(데이터)를 직접 노출시키지 말라는 의미.
- 데이터를 가져와서 외부에서 직접 조작하면, 캡슐화가 깨지고 코드의 결합도가 높아짐.

구조체 감추기

❌ 나쁜 코드: 모듈이 너무 많은 걸 알고 있음 → outputDir 직접 조작
✅ 좋은 코드: 필요한 기능(임시 파일 생성)을 객체에게 요청하고, 내부 구조는 감춤

디미터 법칙

어려웠던 부분

예시가 없어서 이해가 어렵다. 책에 나와있는 예제를 이해하기에는 코드에 대한 정보가 조금 부족해서 이해하는데 어려웠다.

궁금한 점

디미터 법칙을 어긴 예시 코드와 그것을 개선한 코드 살펴보기

대다수의 개발자들이 기차 충돌이 발생하는 코드를 많이 작성하는데 이를 방지할 수 있는 방법이 있을까?

디미터 법칙을 어긴 예시 코드:

class Address {
    constructor(city) {
        this.city = city;
    }
    getCity() {
        return this.city;
    }
}
class Person {
    constructor(name, address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }
    getAddress() {
        return this.address;
    }
}
class Company {
    constructor(name, owner) {
        this.name = name;
        this.owner = owner;
    }
    getOwner() {
        return this.owner;
    }
}
// 사용 예시
const address = new Address("Seoul");
const person = new Person("John", address);
const company = new Company("TechCorp", person);
// 기차 충돌 문제점 발생
console.log(company.getOwner().getAddress().getCity()); // Seoul 출력

개선한 예시 코드:

class Address {
    constructor(city) {
        this.city = city;
    }
    getCity() {
        return this.city;
    }
}
class Person {
    constructor(name, address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }
    getCity() {
        return this.address.getCity(); // 중간 단계 숨기기
    }
}
class Company {
    constructor(name, owner) {
        this.name = name;
        this.owner = owner;
    }
    getOwnerCity() {
        return this.owner.getCity(); // 중간 객체와 직접 상호작용 X
    }
}
// 사용 예시
const address = new Address("Seoul");
const person = new Person("John", address);
const company = new Company("TechCorp", person);
// 기차 충돌 문제 해결
console.log(company.getOwnerCity()); // "Seoul" 출력

3. 📚 참고 사항

📢 논의하기

관련 자료 공유

추가 자료

디미터의 법칙
Spring-DTO란