객체지향의 사실과 오해 - 2-2. 기계에 비유한 객체

객체지향의 세계를 창조하는 개발자들의 주된 업무는 객체의 상태를 조회하고 객체의 상태를 변경하는 일

• 상태를 조회하는 작업을 쿼리, 상태를 변경하는 작업을 명령이라고 합니다.
• 객체가 외부에 제공하는 해동의 대부분은 쿼리, 명령으로 구성되어 있습니다.

 

 아이펠(Eiffel)이라는 언어를 만든 버트란드 마이어는 객체를 우리가 친숙하게 사용하는 기계에 빗대어 비유하여 설명하고 있습니다.

 

어떤 측면에서 객체를 기계에 빗대어 비유하였는지 엘리스 객체를 통해 한 번 알아보겠습니다.

기계로서의 앨리스 객체

기계의 하단부에는 '음료를 마시다', '케이크를 먹다', '부채질하다', '버섯을 먹다', '문을 통과하다'와 같은 4가지의 버튼과, '키', '위치'라는 버튼이 있습니다. 

• '키','위치'에 대한 버튼 클릭 : 현재 상태에 대한 정보를 상단의 디스플레이에 출력
• 동작에 대한 4가지 버튼 클릭 : 각 행위에 대한 내부 동작으로 상태(키, 위치)를 변경 

 

 

1. 사용자가 객체 기계의 버튼을 눌러 상태를 변경, 조회를 요청하는 것은 객체의 행동을 유발하기 위해 메시지를 전송하는 것과 유사하다고 볼 수 있습니다.

 

버튼을 누르는 것은 기계의 사용자지만, 버튼에 따라 어떤 방식으로 동작하는 지는 기계가 스스로 결정한다는 측면에서 전달된 메시지에 따라 스스로 판단하고 결정하는 자율적인 객체의 특성을 정확하게 묘사하고 있습니다.

명령과 쿼리는 객체가 외부에 제공하는 행동이라는 점에 주목해야 합니다.
다시 말해, 사용자는 엘리스 객체의 인터페이스를 통해서만 객체에 접근할 수 있다는 것.
여기서 중요한 점은 명령 버튼과 쿼리 버튼 이외의 다른 방법을 통해서는 엘리스 객체를 사용할 수 없다는 것으로  캡슐화를 강조합니다. ( 버튼을 통해 상태와 행위가 하나의 단위로 캡슐화 된다는 점에서 객체의 정의를 효과적으로 표현 )

 

2. 기계 은유를 이용하면 객체의 식별자 역시 효과적인 설명이 가능합니다.

 

만약 엘리스 기계가 두 개 존재하고 두 기계의 초기 키의 값은 130, 위치의 값은 0이라고 가정해봅시다.

두 기계의 키와 위치 버튼을 클릭한다면 초기값에 의거하여 두 기계 모두 130, 0이라는 값이 디스플레이에 출력될 것입니다.

 

그렇다면 이 두 기계는 동일한 하나의 기계일까요? 결코 그렇지 않습니다. 상태는 동일할 지라도 두 기계는 서로 구분이 가능한 독립적인 기계이기 때문에 이 두 기계가 동일하다고 볼 수는 없다는 것입니다.

 

 

3. 기계 은유를 통해 객체 간의 메시지를 통한 협력 역시 설명이 가능합니다.

엘리스 객체와 음료 객체

위 그림과 같이 엘리스와 음료를 기계에 은유해보았습니다.

• 음료 관점에서는 '마셔지다'라는 명령 버튼을 통해 자신의 상태인 '양'을 조절할 수 있고, 자신의 '양'을 출력할 수 있는 버튼으로 구성되어 있습니다.

만약 엘리스 기계의 '음료 마시기' 버튼을 클릭하면, 각 기계들은 아래와 같은 내부 매커니즘으로 동작하게 됩니다.

 

1) 엘리스 기계는 링크된 음료의 양을 확인하고 양이 충분하면 자신의 키를 줄입니다.

2) 링크된 음료의 '마셔지다' 버튼이 눌려지도록 요청을 전송하게 됩니다.

3) 음료 기계는 '마셔지다' 버튼이 눌려지도록 요청을 받아 자신의 양을 줄입니다.

 

객체지향 패러다임 관점에서 이것은 '음료 마시기'라는 메시지를 수신한 앨리스 객체가 메시지를 처리하던 도중 음료 객체에게 '마셔지다' 라는 메시지를 전송한 것과 동일합니다.

 

즉, 링크를 통해 연결된 두 객체가 메시지 전송을 통해 협력하고 있는 것입니다.

 

이처럼 객체를 기계로서 바라보는 관점은 상태, 행동, 식별자에 대한 시각적인 이미지를 제공하고 캡슐화와 메시지를 통한 협력관계를 매우 효과적으로 설명하고 있습니다.

 

이제 이 엘리스 객체에 대한 기계를 설계해보며 설명을 마치겠습니다.

package chapter2.machine;

public interface Alice {

    void drink();
    void eatCake();
    void fan();
    void eatMushroom(String part);
    void passDoor();

    void showHeight();

    void showPosition();
}

• 먼저 버튼입니다. 인터페이스는 기계의 버튼이라고 생각하시면 되는데요. 이 버튼에 대한 동작을 인터페이스를 구현한 구현체에 작성하여, 기계의 내부 동작 매커니즘을 구현할 수 있습니다. 
• 이처럼 인터페이스는 기계의 외적인 부분들을 설계한 설계도라고 볼 수 있습니다.

public class AliceImpl implements Alice {

    private Integer height;
    private Integer position;
    private Drink drink;

    public AliceImpl() {
        this.height = 130;
        this.position = 0;
        this.drink = new Drink(100);
    }

    @Override
    public void drink() {
        if (drink.isRemainAmount()) {
            drink.decrease(10);
            this.height -= 100;
        }
    }

    @Override
    public void eatCake() {
        this.height += 150;
    }

    @Override
    public void fan() {
        this.height -= 20;
    }

    @Override
    public void eatMushroom(String part) {
        if (part.equals("left")) {
            this.height += 10;
        }
        this.height -= 10;
    }

    @Override
    public void passDoor() {
        if (this.height < 40) {
            this.position = 1;
        }
    }

    @Override
    public void showHeight() {
        System.out.println(this.height);
    }

    @Override
    public void showPosition() {
        System.out.println(this.position);
    }
}

• 다음은 엘리스 기계의 내부에 대한 설계 클래스입니다.
• 이처럼 인터페이스에 작성한 설계도로 내부의 동작을 구현한다고 볼 수 있습니다.

public class Drink {

    private Integer amount;

    public Drink(Integer amount) {
        this.amount = amount;
    }

    public void decrease(Integer amount) {
        this.amount -= amount;
    }

    public boolean isRemainAmount() {
        if (amount >= 10) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

• 마지막으로 음료 객체에 대한 설계도입니다.
• 엘리스 객체와 협력을 하는 객체입니다.
  • '마셔지다'라는 버튼 클릭의 요청을 전송받아 자신의 양을 줄이도록 동작(행위)하는 기능이 decrease() 로서 구현되어 있습니다.
  • 엘리스 객체가 '음료를 마시다'라는 동작을 수행할 수 있는 지 자신의 상태를 검증하는 기능이 isRemainAmount() 로서 구현되어 있는데 이처럼 외부 객체에서 자신의 상태를 꺼내어 검증하지 않고 스스로의 상태에 대한 검증을 스스로 수행할 수 있도록 작성함으로써 캡슐화 원칙을 지킬 수 있겠습니다.

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<참고 자료>

객체지향의 사실과 오해