2장 이상한 나라의 객체 - 1

이번장은 개념적인 설명이 많이 포함되어 있어 책을 직접 읽어보면 좋을것 같다. 이상한 나라의 엘리스에 등장하는 인물을 중심으로 객체에 대해서 설명하고 있다. 결국 우리가 만들어낸 소프트웨어 속 객체는 작가가 소설 속 세상에 존재하는 인물들을 창조해낸것과 유사하다는 것 같다. 즉, 현실세계를 모방하여 추화상한 객체가 아니라, 은유를 통한 새로운 객체를 만들어낸 것.  

객체지향과 인지능력

많은 사람들이 객체지향을 직관적이고 이해하기 쉬운 패러다임이라고 말하는 이유는 객체지향이 세상을 자율적이고 독립적인 객체들로 분해할 수 있는 인간의 기본적인 인지 능력에 기반을 두고 있기 때문이다.

 

인간이 직접적으로 지각할 수 있는 대부분의 객체는 물리적인 경계를 지닌 구체적인 사물이다. 그러나 인간의 인지 능력은 물리적인 한계를 넘어 개념적으로 경계를 지을 수 있다. 오늘의 주문 내역과 어제의 주문내역을 구분하는 일은 어렵지 않다. 

비록 실체는 존재하지 않더라도 인간이 쉽게 구분하고 하나의 단위로 인지할 수 있는 개념적인 객체의 일종이다.

즉, 객체란 인간이 분명하게 인지하고 구별할 수 있는 물리적인 또는 개념적인 경계를 지닌 어떤 것이다.

앨리스 객체

앨리스는 키와 위치라는 상태를 가진다. 작은 문을 통과하기 위해선 행동을 통하여 문을 통과할 수 있을 정보의 키로 맞추어야한다.

여기서 행동은 아래와 같다.

 

• 음료를 마신다. -> 키가 커진다.
• 부채질을 한다. -> 키가 줄어든다
• 케이크를 먹는다. -> 키가 커진다.
• 버섯의 한쪽을 먹는다.  -> 키가 줄어든다.
• 버섯의 다른 한쪽을 먹는다. -> 키가 커진다.
• 문을 통과한다. -> 위치가 정원으로 바뀐다.

 

앨리스의 상태를 결정하는 것은 행동이지만 행동의 결과를 결정하는 것은 상태다.

음료수를 마시거나, 부채질을 하는 행동들은 키의 상태를 결정한다. (행동이 상태를 결정)

문을 통과한다. 라는 행동은 엘리스의 키에 따라 현재의 위치에 있을 수도 있고, 정원으로 이동할 수 있다. (키의 상태가 행동의 결과를 결정)

 

행동간의 순서도 중요하다. 문을 통과하는 행동이 성공하려면 음료수를 마시거나 부채질을 하는 행동이 선행되어야 한다.

행동에 의해 엘리스의 상태가 변경되더라도 앨리스가 앨리스라는 사실은 변하지 않는다. (객체는 변하지 않는다. 참조값은 그대로다.)

 

요약

• 앨리스는 상태를 가지며 상태는 변경 가능하다.
• 앨리스는 상태를 변경시키는 것은 앨리스의 행동이다
  • 행동의 결과는 상태에 의존적이며 상태를 이용해 서술할 수 있다.
  • 행동의 순서가 결과에 영향을 미친다.
• 앨리스는 어떤 상태에 있더라도 유일하게 식별 가능하다.

객체

객체란 식별 가능한 개체 또는 사물이다. 객체는 자동차처럼 만질 수 있는 구체적인 사물일 수도 있고, 시간처럼 추상적인 개념일 수도 있다. 객체는 구별 가능한 식별자, 특징적인 행동, 변경 가능한 상태를 가진다. 소프트웨어 안에서 객체는 저장된 상태와 실행 가능한 코드를 통해 구현된다.

상태

앨리스가 문을 통과하기 위해서는 부채질을 하거나 버섯의 한쪽을 먹어 문을 통과하기에 충분할 정도로 자신의 키를 작게 줄여야만 한다. 따라서 문을 통과한 다는 행동의 결과를 예상할 수 있는 한 가지 방법은 앨리가 과거에 케이크나 버섯을 먹었던 적이 있는지 살펴보는 것이다.

그러나 이 방법은 과거에 했던 모든 행동을 기억해야만 가능하기 때문에 행동의 결과를 설명하는 것은 매우 어렵게 만든다.

 

일반적으로 과거에 발생한 행동의 이력을 통해 현재 발생한 행동의 결과를 판단하는 방식은 복잡하고 번거로우며 이해하기 어렵다. 따라서 인간은 행동의 결과를 단순하게 기술하기 위해 상태라는 개념을 고안했다. 상태를 이용하면 과거의 모든 행동 이력을 설명하지 않고도 행동의 결과를 쉽게 예측하고 설명할 수 있다.  즉 앨리의 키와 문의 높이라는 상태만 알면 문을 통과하는 행동의 결과를 쉽게 예측할 수 있다.

상태는 근복적으로 세상의 복잡성을 완화하고 인지 과부하를 줄일 수 있는 중요한 개념이다.

상태와 프로퍼티

숫자, 문자열, 양, 속도, 시간, 날짜, 참/거짓과 같은 단순한 값들은 객체가 아니다. 단순한 값들은 그 자체로 독립적인 의미를 지니기 보다는 다른 객체의 특성을 표현하는 데 사용된다. 비록 단순한 값은 객체가 아니지만 객체의 상태를 표현하기 위한 중요한 수단이다.

 

때로는 단순한 값이 아니라 객체를 사용해 다른 객체의 상태를 표현해야 할 때가 있다. 앨리스가 현재 음료를 들고 있는 상태인지를 표현하고 싶다면 어떻게 할 것인가? 앨리스라는 객체가 음료라는 객체와 연결돼 있는지 여부로 표현할 수 있다. 앨리스의 상태는 키와 위치라는 단순한 값과 음료라는 객체의 조합으로 표현할 수 있다. 결론적으로 모든 객체의 상태는 단순한 값과 객체의 조합으로 표현할 수 있다.

이때 객체의 상태를 구성하는 모든 특징을 통틀어 객체의 프로퍼티(property)라고한다. 일반적으로 프로퍼티는 변경되지 않고 고정되기 때문에 정적이다. 반면 프로퍼티 값은 시간이 흐름에 따라 변경되기 때문에 동적이다.

 

앨리스의 상태

 

객체와 객체 사이의 의미 있는 연결을 링크라고 한다. 첫번째의 경우 앨리스와 음료간에 협력이 가능하지만, 두 번째의 경우 링크가 존재하지 않기 때문에 협력이 불가능한다. 링크는 객체가 다른 객체를 참조할 수 있다는 것을 의미한다. 

 

상태의 정의

상태는 특정 시점에 객체가 가지고 있는 정보의 집합으로 객체의 구조적 특징을 표현한다. 객체의 상태는 객체에 존재하는 정적인 프로퍼티와 동적인 프로퍼티 값으로 구성된다. 객체의 프로퍼티는 단순한 값과 다른 객체를 참조하는 링크로 구분할 수 있다.

 

객체는 자율적인 존재라는 점을 명심하라. 객체지향의 세계에서 객체는 다른 객체의 상태에 직접적으로 접근할 수도, 상태를 변경할 수도 없다. 자율적인 객체는 스스로 자신의 상태를 책임져야 한다. (모든 객체의 프로퍼티는 private 해야하며 setter를 통해 수정할 수 없도록 해야한다.) 간접적으로 메시지를 통해 객체 스스로 값을 변경되는 것을 보장함으로써 객체의 자율성을 유지한다.

행동과 상태

객체의 상태를 변경하는 것은 객체의 자발적인 행동 뿐이다. 객체의 상태가 변경된다는 것은 행동이 부수 효과를 초래한다는 것을 의미한다. 앨리스가 케이크를 먹는 행위는 앨리스의 키를 변화시키고, 케이크의 양을 줄이는 부수 효과를 야기한다.

• 객체의 행동은 상태에 영향을 받는다.
• 객체의 행동은 상태를 변경시킨다.

협력과 행동

객체가 다른 객체와 협력하는 유일한 방법은 다른 객체에게 요청을 보내는 것이다. 요청을 수신한 객체는 요청을 처리하기 위해 적절한 방법에 따라 행동한다. 따라서 객체의 행동은 객체가 협력에 참여할 수 있는 유일한 방법이다.

객체는 협력에 참여하는 과정에서 자기 자신의 상태뿐만 아니라 다른 객체의 상태 변경을 유발할 수도 있다. 앨리스가 음료수를 마시면 앨리스의 키가 작아지는 동시에 앨리스가 먹은 양만큼 음료의 양이 줄어야 한다. 따라서 음료를 마시는 앨리스의 행동은 자기 자신뿐만 아니라 음료의 상태 변경도 유발한다.

• 객체 자신의 상태 변경
• 행동 내에서 협력하는 다른 객체에 대한 메시지 전송

행동의 정의

행동이란 외부의 요청 또는 수신된 메시지에 응답하기 위해 동작하고 반응하는 활동이다. 행동의 결과로 객체는 자신의 상태를 변경하거나 다른 객체에게 메시지를 전달할 수 있다. 객체는 행동을 통해 다른 객체와의 협력에 참여하므로 행동은 외부에 가시적이어야 한다.

상태  캡슐화

앨리스와 음료에게 전송되는 메시지 이름에 주목하라. 앨리스에게 전달되는 메시지는 drinkBeverage()이고 음료에게 전달되는 메시지는 dunken(quantity) 다. 두 메시지를 보고 앨리스의 키가 줄어든다거나 음료의 양이 줄어든다는 상태 변경을 예상할 수 있겠는가? 메시지를 전송하는 객체이건 음료에게 메시지를 전송하는 앨리스 객체이건 메시지 송신자는 메시지 수신자의 상태 변경에 대해서는 전혀 알지 못한다.

 

이것이 캡슐화가 의미하는 것이다. 객체는 상태를 캡슐 안에 감춰둔 채 외부로 노출하지 않는다. 객체가 외부에 노출하는 것은 행동뿐이며, 외부에서 객체에 접근할 수 있는 유일한 방법 역시 행동뿐이다.

 

상태를 외부에 노출시키지 않고 행동을 경계로 캡슐화하는 것은 결과적으로 객체의 자율성을 높인다. 자율적인 객체는 스스로 판단하고 스스로 결정하기 때문에 객체의 자율성이 높을 수록 객체의 지능도 높아진다.

 

결론적으로 상태를 잘 정의된 행동 집합 뒤로 캡슐화하는 것은 객체의 자율성을 높이고 협력을 단순하다고 유연하게 만든다. 이것이 상태를 캡슐화 하는 이유다.