프리코스 3주차(로또 미션) - 우아한 테크코스

1. 📃 미션 설명

3주 차의 미션은 '로또 게임'을 구현하는 것이다. 로또 게임의 기본적인 규칙은 아래와 같다.

- 로또 번호의 숫자 범위는 1~45까지이다.
- 1개의 로또를 발행할 때 중복되지 않는 6개의 숫자를 뽑는다. (로또 1장의 가격은 1,000원이다.)
- 당첨 번호 추첨 시 중복되지 않는 숫자 6개와 보너스 번호 1개를 뽑는다.
- 당첨은 1등부터 5등까지 있다.
- 1등: 6개 번호 일치 / 2,000,000,000원
- 2등: 5개 번호 + 보너스 번호 일치 / 30,000,000원
- 3등: 5개 번호 일치 / 1,500,000원
- 4등: 4개 번호 일치 / 50,000원
- 5등: 3개 번호 일치 / 5,000원

- 사용자가 구매한 로또 번호와 당첨 번호를 비교하여 당첨 내역 및 수익률을 출력하고 로또 게임을 종료한다.

추가된 요구 사항은 아래와 같다.

함수(또는 메서드)의 길이가 15라인을 넘어가지 않도록 구현한다.
else 예약어를 쓰지 않는다.
Java Enum을 적용한다.

2. 📢 공통 피드백

1) 발생할 수 있는 예외 상황에 대해 고민한다.

정상적인 경우를 구현 한느 것보다 예외 상황을 모두 고려해 프로그래밍하는 것이 더 어렵다. 예외 상황을 고려해 프로그래밍하는 습관을 들인다. 이번 과제의 예외 상황은 아래와 같은 것들이 있다.

로또 구입 금액에 1000 이하의 숫자를 입력하는 경우
당첨 번호에 중복된 숫자를 입력한 경우
당첨 번호에 1 ~ 45 범위를 벗어나는 숫자를 입력하는 경우
당첨 번호와 중복된 보너스 번호를 입력하는 경우

2) 비즈니스 로직과 UI 로직을 분리한다.

비즈니스 로직과 UI 로직을 한 클래스가 담당하지 않도록 한다. 단일 책임의 원칙에도 위배된다.

public class Lotto{
    private List<Integer> numbers;
    
    // 로또 숫자가 포함되어 있는지 확인하는 비즈니스 로직
    public boolean contains(int number){
        ...
    }
    
    // UI 로직
    private void print(){
        ...
    }
}

현재 객체의 상태를 보기 위한 로그 메시지 성격이 강하다면 toString()을 통해 구현한다.

View에서 사용할 데이터라면 getter 메서드를 통해 데이터를 전달한다.

3) 연관성이 있는 상수는 static final 대신 enum을 활용한다.

public enum Rank{
    FIRST(6, 2_000_000_000),
    SECOND(5, 30_000_000),
    THIRD(5, 1_500_000),
    FOURTH(4, 50_000),
    FIFTH(3, 5_000),
    MISS(0, 0);
    
    private int countOfMatch;
    private int winningMoney;
    
    private Rank(int countOfMatch, int winningMoney){
        this.countOfMatch = countOfMatch;
        this.winningMoney = winningMoney;
    }
}

4) final 키워드를 사용해 값의 변경을 막는다.

최근에 등장하는 프로그래밍 언어들은 기본이 불변 값이다. 자바는 final 키워드를 활용해 값의 변경을 막을 수 있다.

public class Money{
    private final int amount;
    
    public Money(int amount){
        ...
    }
}

5) 객체의 상태 접근을 제한한다

인스턴스 변수의 접근 제어자는 private로 구현한다.

public class WinningLotto{
    private Lotto lotto;
    private Integer bonusNumber;
    
    public WinningLotto(Lotto lotto, Integer bonusNumber){
        this.lotto = lotto;
        this.bonusNumber = bonusNumber;
    }
}

6) 객체는 객체스럽게 사용한다.

Lotto 클래스는 numbers를 상태 값으로 가지는 객체이다. 그런데 이 객체는 로직에 대한 구현은 하나도 없고, numbers에 대한 getter 메서드만을 가진다.

public class Lotto{
    private final List<Integer> numbers;
    
    public Lotto(List<Integer> numbers){
        this.numbers = numbers;
    }
    
    public int getNumbers(){
        return numbers;
    }
}

public class LottoGame{
    public void play(){
        Lotto lotto = new Lotto(...);
        
        // 숫자가 포함되어 있는지 확인한다.
        lotto.getNumbers().contains(number);
        
        // 당첨 번호와 몇 개가 일치하는지 확인한다.
        lotto.getNumbers().stream()...
    }
}

Lotto에서 데이터를 꺼내지(get) 말고 메시지를 던지도록 구조를 바꿔 데이터를 가지는 객체가 일하도록 한다.

public class Lotto{
    private final List<Integer> numbers;
    
    public boolean contains(int number){
        // 숫자가 포함되어 있는지 확인한다.
        ...
    }
    
    public int matchCount(Lotto other){
        // 당첨 번호와 몇 개가 일치하는지 확인한다.
        ...
    }
}

public class LottoGame{
    public void play(){
        Lotto lotto = new Lotto(...);
        lotto.contains(number);
        lotto.matchCount(...);
    }
}

7) 필드(인스턴스 변수)의 수를 줄이기 위해 노력한다.

필드(인스턴스 변수)의 수가 많은 것은 객체의 복잡도를 높이고, 버그 발생 가능성을 높일 수 있다. 필드에 중복이 있거나, 불필요한 필드가 없는지 확인해 필드의 수를 최소화한다.

예를 들어 총 상금 및 수익률을 구하는 다음 객체를 보자.

public class LottoResult{
    private Map<Rank, Integer> result = new HashMap<>();
    private double profitRate;
    private int totalPrize;
}

위 객체의 profitRate와 totalPrize는 등수 별 당첨 내역(result)만 있어도 모두 구할 수 있는 값이다. 따라서 위 객체는 다음과 같이 하나의 필드만으로 구현할 수 있다.

public class LottoResult{
    private Map<Rank, Integer> result = new HashMap<>();
    public double calculateProfitRate(){ ... }
    public int calculateTotalPrize(){ ... }
}

8) 테스트 코드도 코드다

테스트 코드도 코드이므로 리팩터링을 통해 개선해나가야 한다. 특히 반복적으로 하는 부분을 중복되지 않게 만들어야 한다. 예를 들어 단순히 파라미터의 값만 바뀌는 경우라면 아래와 같이 테스트할 수 있다.

@DisplayNmae("천원 미만의 금액에 대한 예외 처리")
@ValueSource(strings = {"999", "0", "-123"})
@ParameterizedTest
void underLottoPrice(Integer input){
    assertThatThrownBy(() -> new Money(input))
                .isInstanceof(IllegalArgumentException.class);
}

9) 테스트를 위한 코드는 구현 코드에서 분리되어야 한다.

테스트를 위한 편의 메서드를 구현 코드에 구현하지 마라. 아래의 예시처럼 테스트를 통과하기 위해 구현 코드를 변경하거나 테스트에서만 사용되는 로직을 만들지 않는다.

테스트를 위해 접근 제어자를 바꾸는 경우
테스트 코드에서만 사용되는 메서드

10) 단위 테스트하기 어려운 코드를 단위 테스트하기

아래 코드는 Random 때문에 Lotto에 대한 단위 테스트를 하기 힘들다. 단위 테스트가 가능하도록 리팩터링 한다면 어떻게 하는 것이 좋을까?

public class Lotto{
    private List<Integer> numbers;
    
    public Lotto(){
        this.numbers = Randoms.pickUniqueNumbersInRange(1, 45, 6);
    }
}

-----------------------------------------

public class LottoMachine{
    public void execut(){
        Lotto lotto = new Lotto();
    }
}

올바른 로또 번호가 생성되는 것을 테스트하기 어렵다. 테스트하기 어려운 것을 클래스 내부가 아닌 외부로 분리하는 시도를 해본다.

public class Lotto{
    private List<Integer> numbers;
    
    public Lotto(List<Integer> numbers){
        this.numbers = numbers;
    }
}

-----------------------------------------

public class LottoMachine{
    public void execute(){
        List<Integer> numbers = Randoms.pickUniqueNumbersInRange(1, 45, 6);
        Lotto lotto = new Lotto(numbers);
    }
}

이처럼 단위 테스트를 할 때 테스트하기 어려운 부분은 분리하고 테스트 가능한 부분을 단위 테스트한다. 테스트하기 어려운 부분은 단위 테스트하지 않아도 된다. 남은 LottoMachine을 어떻게 테스트하기 쉽게 바꿀 수 있는지 고민해본다.

11) private 함수를 테스트하고 싶다면 클래스(객체) 분리를 고려한다.

가독성의 이유만으로 분리한 private 함수의 경우 public으로도 검증 가능하다고 여겨질 수 있다. public 함수가 private 함수를 사용하고 있기 때문에 자연스럽게 테스트 범위에 포함된다. 하지만 가독성 이상의 역할을 하는 경우, 테스트하기 쉽게 구현하기 위해서는 해당 역할을 수행하는 다른 객체를 만들 타이밍이 아닌지 고민해 볼 수 있다.

3. 💊 배운 점 & 느낀 점

위의 공통 피드백을 통해서 알 수 있는 것처럼 개선해야 할 점이 아주 많다. 특히 클래스를 어떻게 하면 잘 분리하는지에 대한 학습이 필요하다.
이전까지는 enum을 단순 열거하는 형태로 사용했는데 이번 기회를 통해서 enum을 클래스처럼 사용하는 방법을 익힐 수 있었다.

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