[객체지향의사실과오해] 03 - 타입과 추상화

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✔️ 추상화

🌱 추상화란, 명확하게 이해하기 위해 특정 절차나 물체를 의도적으로 생략하거나 감춤으로 복잡도를 극복하는 방법이다.
복잡성을 이해하기 쉬운 수준으로 단순화하는 것이 목적이다.

지난 포스팅부터 계속 얘기하고 있는 '고양이 스낵바'라는 게임이다. 위 이미지는 실제로 게임을 플레이하는 장면이다.

위 그림에서 무엇이 보이는가? 각각 손님냥, 알바냥, 셰프냥이라고 명확하게 존재한다.

그러나, 손님냥도, 알바냥도, 셰프냥도 모두 고양이다. 그리고 동시에 객체라고 볼 수 있다.

이와 같이 각각의 객체들을 ‘고양이’라고 한 번에 정의내리는 것을 '추상화'라고 한다.

 

고양이는, 공통점을 가진 객체들을 포괄할 수 있는 개념이 된다.

그리고, 이러한 ‘고양이’라는 개념을 적용하여 다시 손님냥, 알바냥, 셰프냥으로 분리할 수 있으며, 이를 객체의 인스턴스라고 볼 수 있다.

 

🌱 객체는 특정한 개념을 적용할 수 있는 구체적인 사물이며, 개념이 객체에 적용됐을 때 객체를 개념의 인스턴스라고 한다.

우리는 왜 ‘고양이’라고 추상화를 했을까?

이러한 개념을 symbol, intension, extension의 관점으로 나누어서 생각해보자.

- symbol: 부여할 수 있는 이름. 여기서는 ‘고양이’가 된다.
- intension: 개념. 고양이는 두 개의 뾰족한 귀를 가지고, 두툼한 꼬리를 흔들 수 있으며, 두 발로 서서 걸어다닐 수 있다.
- extension: 개념에 속하는 객체. 여기서는 손님냥, 알바냥, 셰프냥이 된다.

 

🌱 분류란, 객체에 특정한 개념을 적용하는 작업이다.
객체에 특정한 개념을 적용하기로 결심했을 때, 우리는 그 객체를 특정한 집합의 멤버로 분류하는 것이다.

추상화는 사물간의 공통점을 취하고, 차이점을 버리는 일반화를 통해 단순화하며, 불필요한 세부사항을 제거하여 단순화하는 것이다.

우리는 손님냥, 알바냥, 셰프냥을 ‘고양이’라는 것으로 추상화했다.

손님냥, 알바냥, 셰프냥이 동시에 가지고 있는 뾰족한 귀를 가지고, 두툼한 꼬리를 흔들 수 있으며, 두 발로 걷는 것을 통해서 일반화시킨 것이다. 그외의 사항들은 중요하지 않다. 셰프냥이 두건을 두르고, 손님냥이 턱시도를 하더라도 신경쓸 것은 아니다. 불필요한 세부사항을 제거하는 것이다.

 

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✔️ 객체와 타입

🌱 타입이란, 우리가 인식하고 있는 다양한 사물이나 객체에 적용할 수 있는 아이디어나 관념을 의미한다. (=개념)
어떤 객체에 타입을 적용할 수 있을 때, 해당 객체를 타입의 인스턴스라고 한다.

타입은, 데이터가 어떻게 사용되느냐에 따른 것이다.

타입에 속한 데이터를 메모리에 어떻게 표현하는지는 외부로부터 철저하게 감춰진다.

 

그렇다면, 객체에서의 타입은 무엇일까?

어떤 객체가 어떤 타입에 속하는지는 객체가 수행하는 행동에 따라 결정한다.

객체가 동일한 행동을 수행할 수 있다면, 동일한 타입으로 분류될 수 있다.

객체가 가지고 있는 데이터는 상관없다. 동일한 데이터를 가지더라도, 다른 행동을 한다면 다른 타입이다!

 

우리는 앞서 객체의 내부적인 표현은 외부로부터 철저하게 감춰진다고 말했다.

즉, 외부에서 보았을 때 객체의 타입은 객체의 내부 표현과 관련이 없게 되는 것이다.

 

자, 다시 정리해보자.

🌱 같은 타입에 속한 객체는, 행동만 동일하다면 서로 다른 데이터를 가질 수 있다.

동일한 행동이란, 동일한 책임이고, 이는 동일한 메시지를 수신하는 것을 의미한다.

객체 내부의 데이터 표현 방식이 다르다면, 일한 메시지를 처리하는 방식은 서로 다를 수밖에 없다.

이는 ‘다형성’과 유사하다. 동일한 요청에 대해 서로 다른 방식으로 응답할 수 있는 능력이다.

 

🌱 내부 표현 방식과 상관없이, 행동만을 고려해야 한다. 외부에 내부 표현은 알려지지 않는다.

이는 '캡슐화'에 대한 내용이다. 내부 데이터가 오염되면, 분류 체계는 위험해지고, 유연성이 감소된다.

결국, 행동에 따라 분류하기 위해서는, 객체가 내부적으로 관리해야 하는 데이터가 아니라, 객체가 외부에 어떤 행동을 제공해야 하는지 먼저 생각해야 한다. 외부에 제공해야 하는 책임을 먼저 결정하고, 그 책임을 수행하는제 적합한 데이터를 결정하고, 책임을 수행하는데 필요한 외부 인터페이스 뒤로 캡슐화를 해야 한다.

 

이래서 기능을 먼저 설계해야 하는 것 같다. 해당 객체가 해야 하는 행위들에 대해서 먼저 나열하고, 그 뒤로 해당 객체가 어떠한 상태를 가질 수 있는지 분류하는 게 객체지향적 설계가 아닌가 싶다.

🌱 객체를 결정하는 것은 상태가 아닌, 행동이다!

 

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✔️ 고양이 스낵바의 등장인물들은 모두 고양이일까? 

사실 고양이보다는, 고양이 인간에 가깝다.

실제 고양이는 두 발로 서서 걸어다닐 수 없기 때문이다.

하지만, 고양이 인간은 고양이와 같은 특징을 가지면서 (뾰족한 귀… etc) 걸어다닐 수 있다.

= 고양이가 할 수 있는 일을 할 수 있지만, 고양이보다 조금 더 특화된 행동을 할 수 있다.

 

여기서 고양이는, 고양이 인간을 포괄하는 더 큰 개념이라고 볼 수 있으며,

고양이를 일반화 ↔ 고양이 인간을 특수화라는 관계로 포함할 수 있다.

여기서 우리가 고양이와 고양이 인간을 무엇으로 나누었는가?

‘두 발로 걸을 수 있다’ 라는 행동을 기준으로 나누었다.

즉, 객체가 외부로 제공하는 행동을 통해서 나눌 수 있는 것이다.

 

🌱 일반적인 타입은 특수한 타입에 비해 더 적은 수의 행동을 가지며,
특수한 타입은 일반적인 타입이 할 수 있는 모든 행동을 동일하게 수행할 수 있어야 한다.

서브타입은 슈퍼타입의 행위와 호환되기 때문에, 서브타입은 슈퍼타입을 대체할 수 있어야 한다.

고양이 인간은 고양이를 대체할 수 있어야 한다는 것이다.

 

다시 추상화의 관점으로 돌아가보자.

고양이 인간이 할 수 있는 두 발로 걸어갈 수 있다는 특수한 행동은 불필요했다.

우리는 그저 두툼한 꼬리를 흔들 수 있다는 고양이의 특성에 집중하여 단순화시켰다.

 

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✔️ 고양이와 타입

셰프냥이 아까 커피를 마시던 예제가 기억나는가?

셰프냥이 커피를 마실 때마다 피곤함의 정도는 변화한다. 셰프냥의 상태가 변화하는 것이다.

셰프냥의 피곤함이 100, 50, 10이든 관심이 없다. 단순히 셰프냥의 피곤함이 변화한다는 것에만 집중하는 것이다.

 

타입은 결국, 동적으로 변화하는 상태를 정적인 모습으로 다룰 수 있도록 만드는 것이다.

그렇기에 ‘커피를 마신다’, ‘일을 한다’라는 행위를 통해 피곤함의 정도가 변화할 수 있다는 가능성에 집중하는 것이다.

해당 행동을 할 때 현재의 피곤함이 어느 정도인지는 중요하지 않다.

 

지금까지 배운 내용을 아래와 같이 정리할 수 있다.

- 객체지향 프로그래밍 언어에서 정적인 모델은, 클래스를 이용해 구현된다.
- 타입을 구현하는 가장 보편적인 방법은 클래스를 이용하는 것이며, 클래스와 타입은 다른 개념이다.
- 타입은 객체를 분류하기 위한 개념이며, 클래스는 타입을 구현하기 위한 매커니즘 중 하나이다.
- 타입을 나누는 기준은 객체가 수행하는 행동이다!

결국, 객체를 분류하기 위해 타입을 결정한 다음, 타입을 구현하기 위해서 클래스를 활용하는 것이다.