자바 다형성 3편 (Polymorphism)

자바 다형성 관련 마지막 글이 될 것 같다.

다형성 관련하여선 기존 작성했던 1편과 2편을 참고하는 것이 좋다.

https://surrealcode.tistory.com/52

자바 다형성 1편 (Polymorphism)

https://surrealcode.tistory.com/53

자바 다형성 2편 (Polymorphism)

 

이번엔 집중적으로 코드를 확인하고, 코드에 대한 이해를 해보려 한다.

public class K3Car {

    public void startEngine(){
        System.out.println("K3.startEngine");

    }

    public void offEngine(){
        System.out.println("K3.offEngine");
    }

    public void pressAccelerator(){
        System.out.println("K3.pressAccelerator");
    }

}

public class Driver {
    private K3Car k3Car;

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

    public void drive(){
        System.out.println("자동차를 운전합니다.");
        k3Car.startEngine();
        k3Car.pressAccelerator();
        k3Car.offEngine();
    }

}

 

public static void main(String[] args) {
    Driver driver = new Driver();
    K3Car k3Car = new K3Car();

    driver.setK3Car(k3Car);
    driver.drive();

}

 

위의 예제 같은 경우 Driver가 K3 자동차의 참조값을 받고 그 참조값을동해  drive()메서드의 함수들을 사용하는 예제이다.

 

메인에서 생성된 인스턴스의 주소값이 x001이라고 가정할 때 x001의 값이  driver.setK3Car()메서드의 매개변수에 들어가게 되고 setK3Car()메서드에 들어간 주소값은 Driver가 값을 기억하여 함수를 돌릴 수 있게 되는 것이다.

 

위 코드에 Model3라는 자동차가 추가가 된다면 어떻게 해야할까?

public class K3Car {

    public void startEngine(){
        System.out.println("K3.startEngine");

    }

    public void offEngine(){
        System.out.println("K3.offEngine");
    }

    public void pressAccelerator(){
        System.out.println("K3.pressAccelerator");
    }

}

public class Model3Car {

    public void startEngine(){
        System.out.println("Moder3Car.startEngine");

    }

    public void offEngine(){
        System.out.println("Moder3Car.offEngine");
    }

    public void pressAccelerator(){
        System.out.println("Moder3Car.pressAccelerator");
    }

}

public class Driver {
    private K3Car k3Car;
    private Model3Car model3Car;

    public void setK3Car(K3Car k3Car){
        this.k3Car = k3Car;
    }
    public void setModel3Car(Model3Car model3Car){
        this.model3Car = model3Car;
    }

    public void drive(){

        if(k3Car != null){
            System.out.println("자동차를 운전합니다.");
            k3Car.startEngine();
            k3Car.pressAccelerator();
            k3Car.offEngine();
        } else if (model3Car != null) {
            System.out.println("자동차를 운전합니다.");
            model3Car.startEngine();
            model3Car.pressAccelerator();
            model3Car.offEngine();
        }
    }

}

public static void main(String[] args) {
    Driver driver = new Driver();
    K3Car k3Car = new K3Car();
    driver.setK3Car(k3Car);
    driver.drive();

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

}

 

중복되는 코드가 많음에도, 드라이버를 계속 뜯어고쳐야 하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 어떻게 해결할까?

 

이런 코드는 다형성을 활용하여 역할과 구현을 분리해 클라이언트 코드의 변경 없이 구현 객체를 변경할 수 있다.

다음 관계에서 Driver가 클라이언트이다.

 

 

 

 

Driver는 자동차(Car)의 역할에만 의존한다. 구현인 K3, Model3에 의존하지 않는다.

Driver 클래스는 Car car 멤버 변수를 가진다. 따라서 Car 인터페이스를 참조한다.

인터페이스를 구현한 k3Car, Model3Car에 의존하지 않고, Car 인터페이스에만 의존한다.

여기서 서렴ㅇ하는 의존은 클래스 의존 관계를 뜻한다.

실선 -----> 상속(부모자식)

점선 -----> 구현(인터페이스)

public interface Car {

    void startEngine();
    void offEngine();
    void startAccelerator();

}

public class Driver {
    private Car car;

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

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

}

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 startAccelerator() {
        System.out.println("K3Car.startAccelerator");
    }
}

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 startAccelerator() {
        System.out.println("Model3Car.startAccelerator");
    }
}

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();
}

 

 

좋은 객체지향 설계 원칙 중 하나로 OCP원칙이라는 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 뜻이다.

위 예제는 Driver의 코드는 전혀 변경하지 않는다. 운전할 수 있는 차량의 종류가 계속 늘어나도 Car를 사용하는 Driver의 코드는 전혀 변경하지 않는다. 기능을 확장해도 main() 일부를 제외한 프로그램의 핵심 부분의 코드는 전혀 수정하지 않아도 된다.

 

확장에 열려있다는 의미 : Car 인터페이스를 사용해서 새로운 차량을 자유롭게 추가할 수 있다. Car 인터페이스를 구현해서 기능을 추가할 수 있다는 의미이다. 그리고 Car 인텋페이스를 사용하는 클라이언트 코드인 Driver도 Car 인터페이스를 통해 새롭게 추가된 차량을 자유롭게 호출할 수 있다. 이것이 확장에 열려있다는 의미이다.

 

코드 수정은 닫혀있다는 의미 : 새로운 자동차를 추가할 때 가장 영향을 받는 중요한 클라이언트는 바로 Car의 기능을 사용하는 Driver이다. Car 인터페이스를 사용하는 클라이언트인 Driver의 코드를 수정하지 않아도 된다는 뜻이다.

클라이언트 : Driver

서버 : Car

 

 

전략 패턴 : 디자인 패턴 중에 가장 중요한 패턴은 전략 패턴이다. 전략 패턴은 알고리즘을 클라이언트 코드의 변경 없이 쉽게 교체할 수 있다. 방금까지 만든 코드가 바로 전략패턴 코드이다. 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.