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객체지향프로그래밍(4) - 캡슐화, 추상화

객체지향프로그래밍(OOP)의 성질인 캡슐화, 추상화 이해

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🔚 짧게 하는 복습

✅ 1. 객체가 무엇인지 안다.

✅ 2. 클래스와 구조체가 무엇이 다른지 안다.

✅ 3. 클래스와 인스턴스에 대해 안다.

✅ 4. public과 private 속성에 대해 안다.

혹시 기억이 안 난다면, 다시 돌아가자

저번 강의까지 클래스와 인스턴스에 대한 개념을 배웠다.

데이터와 기능을 함께 묶어 놓은 사용자 정의 데이터 형식을 클래스(Class), 그 클래스를 통해 만들어진 실제 객체를 인스턴스(Instance)라는 것을 배웠다.

그리고 우리가 흔히 말하는 객체는 인스턴스와 같은 말이라는 것까지 배웠다.

이번 강의는 조금 지루할 수 있는 이론 수업이 있겠다.

객체지향 프로그래밍의 4대 성질 중 캡슐화와 추상화에 대해 다루어보겠다.

캡슐화란?

캡슐화는 클래스 내 맴버 변수와 메소드를 하나로 묶고, 실제 구현 내용을 내부에 감추어 은닉하는 것을 숨기는 것을 말한다.

“실제 구현내용을 모르는데 어떻게 씁니까?”라고 질문이 들어올 수 있는데, 어떤 동작이 있는지만 안다면 구현내용과 무관하게 작성할 수 있다.

아래의 예를 보자.

우리가 새로운 자료형이라고 말했던 std::string은 사실 메소드가 포함된 클래스이다.

이 std::string를 사용하는데 내부에 어떻게 설계되어있는지 우리는 알 수 없다. (필자도 알 수 없다.)

하지만 길이를 반환해주는 메소드가 length(), 첫 문자를 반환해주는 메소드가 front(), 마지막 문자를 반환해주는 메소드가 back()이라는 메소드인 것을 안다면, 클래스에 대해 전혀 알지 못해도 사용하는 데 문제가 없는 것이다.

즉 캡슐화는 사용자가 필요한 부분만 노출하고, 알 필요가 없는 부분을 숨기는 것이다.

이러한 특징이 가지는 장점으로는 보안 강화, 유지보수 용이, 모듈화로 인한 재사용성이 있다.

  1. 보안 강화 : 클래스의 접근 제어를 통해 민감한 정보에 대한 외부 접근을 막을 수 있다.

  2. 유지보수 용이 : 객체의 내부 구현과 무관하게 외부에서는 객체의 메소드만 호출하기에, 내부 구현이 바뀌어도 전체 코드를 바꿔야 하는 일은 일어나지 않는다.

  3. 모듈화와 재사용성 : 모듈이란 특수한 동작을 하는 코드 단위로 대표적인 것으로는 함수와 클래스가 있다. 클래스 자체가 모듈이 되기 때문에 다른 부분에서 쉽게 재사용될 수 있다.

추상화란?

다음으로 추상화란 현실 세계의 무엇을 단순화하여 클래스로 모델링하는 과정을 말한다.

예를 들어, 우리가 만든 포켓몬 프로그램의 경우에

class pokemon {
private :
    // pokemon 클래스의 private 변수
	std::string name;
	int type;
	double hp;
	int defend;
	int mobility;
	struct skill_info skill;

    // pokemon 클래스의 private 메소드
	void get_hp() {
		std::cout << hp << " 의 체력을 가집니다." << std::endl;
	}

public:
    // pokemon 클래스의 public 변수
	int attack;

    // pokemon 클래스의 public 메소드
	void get_attack() {
		std::cout << attack<<" 의 공격력을 가집니다." << std::endl;
	}

}; //pokemon 클래스

포켓몬을 사랑하는 사람들이 봤을 때, 화를 낼 수 있다.

왜냐하면, 포켓몬은 나이, 키, 몸무게 등 다른 속성도 가지고, 행동도 공격뿐만 아니라 자기도 하고, 밥도 먹고, 산책도 할 수도 있기 때문이다.

당연히 현실 세계의 모든 내용을 클래스로 표현할 수는 없다.

이 과정에서 필요한 행동과 변수만 추려서 클래스로 만드는 과정은 불가피하고, 이를 추상화라고 한다.

추상화의 장점으로는 복잡성을 감소시키고, 제대로 추상화했다면 메소드 간의 중복되는 역할이 없을 테니 메소드 자체의 재사용성 증가, 어떤 메소드만 수정 해야한다면 그 메소드만 수정하면 되기 때문에 유지보수의 용이 등이 있다.

마지막으로

캡슐화의 특징 중 하나인 Data Hiding이 많은 교재에서 정보 은닉이라고 번역되는 경우가 많다.

그런데 이는 오해의 소지가 다분하다. 누구에게 정보를 숨기는 걸까? (from whom?)

대부분 악성 사용자(해커)를 떠올릴 텐데, 사실 많은 경우에 대상은 일반 프로그래머들이다.

객체지향 프로그래밍에서 정보 은닉이란 다른 프로그래머가 만들어진 코드를 사용할 때 실수로 private 한 영역에 접근하는 것을 막는 것이다.

이는 매우 정직한 개발자(Honest Developer)에게 실수를 줄여주는 용도로 만들어진 것이며, 이해가 잘 안 된다면 C언어의 Segment fault를 기억하면 좋다.

C에서는 접근해서는 안 되는 영역이 존재하며, 그곳에 접근했을 때 Segment fault가 떴었다. (주로 동적할당 시), 이게 참 미치는 노릇인 게 어디서 잘못됐는지 감도 안 잡힌다.

하지만 객체지향 프로그래밍에서는 이러한 영역을 일부러 은닉하고, 메소드를 통해서만 접근하게 하며 실수를 줄이도록 한 것이다.

다음 시간에는 생성자와 오버로딩에 대해 알아보겠다.

📖 오늘의 핵심(다 알기 전까지는 넘어가지 말자❗)

✅ 1. 캡슐화가 무엇인지 알고, 그 장점이 무엇인지 안다.

✅ 2. 추상화가 무엇인지 알고, 그 장점이 무엇인지 안다.

💣 과제,

  1. 없음

🔜 더 공부해보기,

읽어볼 거리(1) - 그림으로 보는 캡슐화와 추상화