Java 기본 - 다형성과 설계

1. 객체 지향 프로그래밍

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

 

2. 역할과 구현의 분리

 

• 클라이언트는 대상의 역할(인터페이스)만 알면 된다.
• 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조를 몰라도 된다.
• 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조가 변경되어도 영향 x
• 클라이언트는 구현 대상 자체를 변경해도 영향을 받지 않는다.
• 위 그림에서 실세계에 비유하자면 고객은 로미오(인터페이스)만 알면된다. 그 역할의 배역(구현 대상)은 변경되어도 영향을 받지 않는다.

3. 다형성의 본질

• 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 클라이언트는 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.

 

4. 다형성 - 역할과 구현 예제 1

 

K3Car Class

package poly.car0;

public class K3Car {
    public void startEngine() {
        System.out.println("Driver.startEngine");
    }

    public void offEngine() {
        System.out.println("Driver.offEngine");
    }

    public void pressAccelerator() {
        System.out.println("Driver.pressAccelerator");
    }
}

 

Driver Class

package poly.car0;

public class Driver {


    private K3Car k3Car;

    private Model3Car model3Car; //추가

    public void setK3Car(K3Car k3Car) {
        this.k3Car = k3Car;
    }

    public void setModel3Car(Model3Car model3Car) {
        this.model3Car = model3Car;
    }

    public void drive() {
        System.out.println("자동차를 운전합니다.");

        if (k3Car != null) {
            k3Car.startEngine();
            k3Car.pressAccelerator();
            k3Car.offEngine();
        } else {
            model3Car.startEngine();
            model3Car.pressAccelerator();
            model3Car.offEngine();
        }


    }




}

 

CarMain0 Class

package poly.car0;

public class CarMain0 {

    public static void main(String[] args) {
        Driver driver = new Driver();

        K3Car k3Car = new K3Car();

        driver.setK3Car(k3Car);

        driver.drive();

        // 추가
        Model3Car model3Car = new Model3Car();
        driver.setK3Car(null);
        driver.setModel3Car(model3Car);
        driver.drive();
    }
}

 

실행결과

자동차를 운전합니다.
Driver.startEngine
Driver.pressAccelerator
Driver.offEngine
자동차를 운전합니다.
Model3Car.startEngine
Model3Car.pressAccelerator
Model3Car.offEngine

• 위 예제는 다형성을 활용하지않고 Driver클래스에 K3Car등의 객체 의존 관계를 주입하여 구현하였다.
• 따라서 새로운 자동차가 추가되었을때 수정해야되는 코드가 많아진다.

 

다형성 - 역할과 구현 예제 2

• 다형성을 활용하면 역할과 구현을 분리해서, 클라이언트 코드의 변경 없이 구현 객체를 변경할 수 있다.
  • Driver: 운전자는 자동차의 역할에만 의존한다.
    • 인터페이스를 구현한 K3Car, Model3Car에 의존하지않고, Car 인터페이스에만 의존한다.
  • Car: 자동차의 역할이고 인터페이스이다. K3Car, Model3Car 클래스가 인터페이스를 구현

 

Car Interface

package poly.car1;

public interface Car {

     void startEngine();

     void offEngine();
     void pressAccelerator();

}

 

K3Car Class

package poly.car1;

public class K3Car implements Car{
    @Override
    public void startEngine() {
        System.out.println("K3Car.startEngine");
    }

    @Override
    public void offEngine() {
        System.out.println("K3Car.offEngine");
    }

    @Override
    public void pressAccelerator() {
        System.out.println("K3Car.pressAccelerator");
    }
}

 

Model3Car Class

package poly.car1;

public class Model3Car implements Car{
    @Override
    public void startEngine() {
        System.out.println("Model3Car.startEngine");
    }

    @Override
    public void offEngine() {
        System.out.println("Model3Car.offEngine");
    }

    @Override
    public void pressAccelerator() {
        System.out.println("Model3Car.pressAccelerator");
    }
}

 

Driver Class

 

package poly.car1;

public class Driver {

    private Car car;

    public void setCar(Car car) {
        System.out.println("자동차를 설정합니다.");
        this.car = car;
    }

    public void drive() {
        System.out.println("자동차를 운전합니다");
        car.startEngine();
        car.pressAccelerator();
        car.offEngine();
    }
}

 

Car1Main Class

package poly.car1;

public class Car1Main {

    public static void main(String[] args) {
        Driver driver = new Driver();

        K3Car k3Car = new K3Car();

        driver.setCar(k3Car);

        driver.drive();

        Model3Car model3Car = new Model3Car();
        driver.setCar(model3Car);

        driver.drive();
    }

}

 

실행결과

자동차를 설정합니다.
자동차를 운전합니다
K3Car.startEngine
K3Car.pressAccelerator
K3Car.offEngine
자동차를 설정합니다.
자동차를 운전합니다
Model3Car.startEngine
Model3Car.pressAccelerator
Model3Car.offEngine

 

• 위 코드를 분석하면 우선 Driver와 K3Car 객체를 생성해주고, Driver 객체가 K3Car를 참조할 수 있게 참조값을 넘겨준다. 그 후에 driver.drive()를 호출하면 Car타입을 찾아서 실행하지만 메서드 오버라이딩에 의해 K3Car가 호출되고, 그다음 Model3Car도 같은 방식으로 작동한다.

OCP(Open-Closed Principle) 원칙

• 객체지향의 설계 원칙 중 하나로 새로운 기능에 대해 확장에는 열려있고, 변경에는 닫혀 있어야한다는 원칙이다.
• 위 예제 코드를 활용한 설명
  • 새로운 차량의 추가
    • 위 코드에서 Driver의 코드는 새로운 차량이 추가되더라도 전혀 변경되지 않는다.
  • 확장에 열려있다는 의미
    • Car인터페이스를 사용해서 새로운 차량을 자유롭게 추가할 수 있다. Car인터페이스를 이용하여 새로운 기능을 추가할 수 있다. 또한 Driver도 Car인터페이스를 통해 새롭게 추가된 차량을 자유롭게 호출할 수 있다. 이것이 확장에 열려있다는 의미.

 

출처: https://www.inflearn.com/course/%EA%B9%80%EC%98%81%ED%95%9C%EC%9D%98-%EC%8B%A4%EC%A0%84-%EC%9E%90%EB%B0%94-%EA%B8%B0%EB%B3%B8%ED%8E%B8/dashboard