태그 달린 클래스보다는 클래스 계층구조를 활용하라 - [4장. 클래스와 인터페이스(아이템23)]

1. 태그 달린 클래스 🎧

  태그 달린 클래스란 두 가지 이상의 의미를 표현할 수 있으며, 그중 현재 표현하는 의미를 태그 값으로 알려주는 클래스를 말한다.

  아래 코드는 원과 사각형을 표현할 수 있는 태그 달린 클래스이다.

public class Figure {

    enum Shape {RECTANGLE, CIRCLE};

    // 태그 필드 - 현재 모양을 나타낸다.
    final Shape shape;

    // 다음 필드들은 모양이 사각형(RECTANGLE)일 때만 쓰인다.
    double length;
    double width;

    // 다음 필드는 모양이 원(CIRCLE)일 때만 쓰인다.
    double radius;

    // 원용 생성자
    Figure2(double radius){
        shape = Shape.CIRCLE;
        this.radius = radius;
    }

    // 사각형용 생성자
    Figure2(double length, double width) {
        shape = Shape.RECTANGLE;
        this.length = length;
        this.width = width;
    }

    double area() {
        switch(shape){
            case RECTANGLE:
                return length * width;
            case CIRCLE:
                return Math.PI * (radius * radius);
            default:
                throw new AssertionError(shape);
        }
    }
}

 

2. 태그 달린 클래스의 문제점 🎤

  태그 달린 클래스에는 단점이 너무나도 많다.

📕 단점 1. 열거 타입 선언, 태그 필드, switch 문 등 쓸데없는 코드가 많다.

📕 단점 2. 여러 구현이 한 클래스에 혼합돼 있어서 가독성이 나쁘다.

📕 단점 3. 다른 의미를 위한 코드도 언제나 함께 하니 메모리도 많이 사용한다.

📕 단점 4. 필드들을 final로 선언하려면 해당 의미에 쓰이지 않는 필드들까지 생성자에서 초기화해야 한다.

📕 단점 5. 또 다른 의미를 추가하려면 코드를 수정해야 한다.

  정사각형을 나타내는 Square를 추가한다고 생각해 보면 area()의 switch 문에서 새 의미를 처리하는 코드를 추가해야 한다. 하나라도 빠뜨리면 런타임에 문제가 생기게 된다.

단점 6. 인스턴스 타입만으로는 현재 나타내는 의미를 알 길이 전혀 없다.

  Figure 타입을 사용한다고 해서 해당 인스턴스가 원을 나타내는 것인지 사각형을 나타내는 것인지 알 수가 없다.

 

3. 클래스 계층 구조 (해결책) 📻

  위에서 살펴본 문제를 해결하기 위해서는 클래스 계층구조를 활용해야 한다.

  사용법은 아래와 같다.

1. 계층구조의 루트(root)가 될 추상 클래스를 정의한다.
2. 태그 값에 따라 동작이 달라지는 메서드들을 루트 클래스의 추상 메서드로 선언한다.
3. 태그 값에 상관없이 동작이 일정한 메서드들을 루트 클래스에 일반 메서드로 추가한다.
4. 모든 하위 클래스에서 공통으로 사용하는 데이터 필드들도 전부 루트 클래스로 올린다.

abstract public class Figure {

    // 태그 값에 따라 동작이 달라지는 메서드를 추상 메서드로 선언
    abstract double area();
}

----------

public class Circle extends Figure {

    final double radius;

    Circle(double radius){
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    double area() {
        return Math.PI * (radius * radius);
    }
}

----------

public class Rectangle extends Figure {

    final double length;
    final double width;

    public Rectangle(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }

    @Override
    double area() {
        return length * width;
    }
}

  위와 같은 클래스 계층구조는 태그 달린 클래스의 단점들을 모두 없애버린다. 장점은 아래와 같다.

📘 장점 1. 간결하고 명확하고, 쓸데없는 코드도 모두 사라진다.

📘 장점 2. 각 의미에 독립된 클래스에 담아 관련 없던 데이터 필드를 모두 제거한다.

📘 장점 3. 살아남은 필드들은 모두 final이다.

📘 장점 4. 실수로 빼먹은 case문 때문에 런타임 오류가 발생할 일도 없다.

📘 장점 5. 루트 클래스의 코드를 건드리지 않고도 다른 프로그래머들이 독립적으로 계층구조를 확장하고 함께 사용할 수 있다. (아래의 Square가 그 예시이다.)

public class Square extends Rectangle {

    Square(double side){
        super(side, side);
    }
}

  태그 달린 클래스를 써야 하는 상황은 거의 없다. 그러므로 새로운 클래스를 작성하는 데 태그가 등장한다면 태그를 없애고 계층구조로 대체하는 방법을 생각해 보자. 또한, 기존 클래스가 태그 필드를 사용하고 있다면 계층구조로 리팩터링 하는 걸 고민해 보자.