[객체지향] 8. 추상화 기법

 

1️⃣ 추상화 기법 

추상화는 도메인의 복잡성을 단순화하고 직관적인 멘탈 모델을 만드는데 사용할 수 있는 가장 기본적인 인지 수단이다. 

특성을 공유하는 객체들을 동일한 타입으로 분류하는 것은 객체지향 패러다임에서 사용하는 추상화 기법의 한 예이다. 

 

- 분류와 인스턴스화: 분류는 객체의 구체적인 세부사항을 숨기고 인스턴스 간에 공유하는 공통적인 특성을 기반으로 범주를 형성하는 과정이다. 

 

-일반화와 특수화: 일반화는 범주 사이의 차이를 숨기고 범주 간에 공유하는 공통적인 특성을 강조한다.

일반화의 역을 특수화라고 한다. 

 

-집합과 분해: 집합은 부분과 관련된 세부사항을 숨기고 부분을 사용해서 전체를 형성하는 과정을 가리킨다. 

집합의 반대 과정은 전체를 부분으로 분리하는 분해 과정이다. 

 

 

2️⃣ 분류와 인스턴스화 

객체를 분류하고 범주로 묶은 것은 객체들이 특정 집합에 공통의 개념을 적용하는 것을 의미한다. 

개념이란 속성과 행위가 유사한 객체에 공통적으로 적용되는 관념이나 아이디어이다. 

 

세상에 존재하는 객체에 개념을 적용하는 과정을 분류라고 한다. 

분류는 객체를 특정한 개념을 나타내는 집합의 구성 요소로 포함시킨다. 

 

 

수많은 개별적인 현상들을 객체라고 하고, 하나의 개념을 타입이라고 한다.

분류는 객체를 타입과 연관시키는 것이고, 분류의 역은 타입에 해당하는 객체를 생성하는 과정으로 인스턴스화 또는 예시라고 한다. 

 

객체지향 세계에서 개념을 가리키는 표준 용어는 타입이다.

타입은 개념과 동의어로 속성과 행위가 유사한 객체에 공통적으로 적용되는 관념이나 아이디어를 의미한다. 

이러한 관점에서 분류란 객체들을 동일한 타입 또는 범주로 묶는 과정을 의미하므로 객체를 타입의 인스턴스라고 한다. 

 

 

3️⃣ 타입 

-심볼: 타입을 가리키는 간략한 이름이나 명칭 

-내연: 타입의 완전한 정의, 내연의 의미를 이용해 객체가 타입에 속하는지 여부를 확인할 수 있다.

-외연: 타입에 속하는 모든 객체들의 집합

 

-단일 분류: 한 객체가 한 시점에 하나의 타입에만 속하는 것  

-다중 분류: 한 객체가 한 시점에 여러 타입에 속할 경우 

 

- 동적 분류: 객체가 한 집합에서 다른 집합의 원소로 자신이 속한 타입을 변경할 수 있는 경우 

- 정적 분류: 객체가 자신의 타입을 변경할 수 없는 경우 

 

-> 단순함을 위해서는 항상 다중 분류와 동적 분류보다는 단일 분류와 정적 분류를 선택하는 것이 현명하다. 

 

 

4️⃣ 클래스 

객체지향 프로그래밍 언어를 이용해 타입을 구현하는 가장 보편적인 방법은 클래스를 이용하는 것이다. 

클래스 외에도 인스턴스를 생성할 수 없는 추상 클래스나 인터페이스를 이용해 타입을 구현할 수도 있다.

 

대부분의 객체지향 프로그래밍 언어에서 동일한 범주에 속하는 객체는 동일한 클래스의 인스턴스여야 한다. 

그리고 대부분의 객체지향 언어는 본질적인 속성은 표현할 수 있지만 우연적인 속성은 표현할 수 없다.

따라서 동일한 범주에 속하는 객체는 모두 동일한 속성을 가져야한다.

 

 

5️⃣ 일반화와 특수화 

계층에 상위에 위치한 범주를 계층의 하위에 위치한 범주의 일반화라고 하고, 

계층의 하위에 위치한 범주는 계층의 상위에 위치한 범주의 특수화라고 한다. 

-> 슈퍼타입과 서브타입 

 

어떤 타입이 다른 타입보다 일반적이라면 이 타입을 슈퍼타입이라고 하고, 어떤 타입이 다른 타입보다 좀 더 특수하다면 이 타입을 서브타입이라고 한다. 

서브타입은 슈퍼타입이 가진 본질적인 속성과 함께 자신만의 추가적인 속성을 가진다. 

 

어떤 타입이 다른 타입의 서브타입이 되기 위해서는 100% 규칙과 is-a 규칙을 준수해야한다고 말한다. 

 

100% 규칙: 슈퍼타입의 정의가 100% 서브타입에 적용되어야한다. 서브타입은 속성과 연관관계 면에서 슈퍼타입과 100% 일치해야한다. 

 

is-a 규칙: 서브타입의 모든 인스턴스는 슈퍼타입 집합에 포함되어야 한다. (서브타입이 슈퍼타입의 부분집합)

 

 

6️⃣ 상속

상속은 코드 중복을 방지하고 공통 코드를 재사용하기 위한 언어적 메커니즘을 제공한다. 

만약 한 클래스가 다른 클래스를 상속한다면 상속하는 타입은 부모 클래스의 데이터와 메서드를 사용하고, 수정하고, 확장할 수 있다.

 

-서브 타이핑과 서브클래싱 

서브 타이핑: 서브클래스가 슈퍼클래스를 대체할 수 있는 경우 , 인터페이스 상속 

서브 클래싱: 서브클래스가 슈퍼클래스를 대체할 수 없는 경우 , 구현 상속 

 

서브클래스가 슈퍼클래스를 대체할 수 없고 단지 코드만 공유하고 있다면 서브타이핑이 아니라 서브 클래싱이다. 

가능한 모든 상속관계가 서브 타이핑의 대체가능성을 준수하도록 주의깊게 사용하는 것은 코드를 유연하게 만들고 재사용성을 높이는 한가지 방법이다. 

 

 

7️⃣ 집합 

집합의 가치는 많은 수의 사물들의 형상을 하나의 단위로 다룸으로써 복잡성을 줄일 수 있다는데 있다. 

집합은 불필요한 세부사항을 배제하고 큰 그림에서 대상을 다룰 수 있게 한다.

-> 불필요한 세부사항을 추상화한다. 

 

집합은 전체의 내부로 불필요한 세부사항을 감춰주기 때문에 추상화 메커니즘인 동시에 캡슐화 메커니즘이다. 

외부에서는 전체에 관해서만 알고 있고 내부의 세부 사항에 대해서는 알지 못하기 때문에 내부의 구성을 변경하더라도 외부에 영향을 미치지 않는다. 

 

- 합성관계와 연관관계 

합성 관계로 연결된 객체는 포함하는 객체가 제거될 때 내부에 포함된 객체도 함께 제거된다.

연관 관계로 연결된 두 객체는 생명주기와 관련된 어떤 제약도 부과하지 않는다.

 

 

8️⃣ 패키지

소프트웨어에는 물리적인 형체라는 것이 존재하지 않으므로 구조를 단순화하기 위해서는 서로 관련성이 높은 클래스 집합을 논리적인 단위로 통합해야한다. 

이처럼 상공에서 바라본 소프트웨어의 전체적인 구조를 표현하기 위해 관련된 클래스 집합을 하나의 논리적인 단위로 묶는 구성 요소를 패키지 또는 모듈이라고 한다. 

 

함께 협력하는 응집도 높은 클래스 집합을 하나의 패키지 내부로 모으면 코드를 이해하기 위해 패키지 경계를 넘나들 필요가 적어진다. 

 

합성 관계가 내부에 포함된 객체들의 존재를 감춤으로써 내부 구조를 추상화시키는 것처럼 

패키지는 내부에 포함된 클래스들을 감춤으로써 시스템의 구조를 추상화한다. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

출처: 객체지향의 사실과 오해_조영호 지음