객체지향 프로그래밍이란 무엇이고 어떻게 활용할 수 있나요?
객체지향 프로그래밍(Object-Oriented Programming, OOP)은 소프트웨어를 개발하는 패러다임 중 하나입니다. 이 개념은 현실 세계의 객체(object)와 그 객체 간의 상호작용을 모델링하여 프로그램을 구성하는 것을 말합니다. 객체지향의 개념에서 중요한 4요소와 SOLID 5원칙을 통해서 알아볼 수 있습니다.
객체 지향 프로그래밍의 4요소는 캡슐화 (Encapsulation), 다형성(Polymorphism), 상속(Inheritance), 추상화(Abstraction)으로 각각 정보 은닉, 사용 편의성, 재사용성, 확장성을 목표로 합니다.
SOLID 5원칙을 통해서는 클래스를 설계할 때 하나의 기능만을 수행하도록 구성 해야 하며, 소프트웨어 개체(클래스, 모듈, 함수 등)는 확장에 열려(Open)있어야 하고 수정에는 닫혀(Close)있어야 하는 점에서 코드의 모듈화를 통한 재사용성, 확장성을 강조하고 있고, 치환 원칙에 따라 부모 클래스와 자식 클래스 사이의 상속되는 기능이 일관성을 유지해야 합니다. 인터페이스는 구체적이면서 작은 단위의 역할 인터페이스로 분리해서 클래스에서 필요한 메서드만을 사용할 수 있도록 해야 합니다. 의존성 역전은 모듈 간의 직접적인 의존을 끊고 상위 레벨 모듈에서 정의한 추상을 하위레벨 모듈이 구현하게 하는 원칙입니다. 외부에서 의존성을 주입함으로써 의존성을 줄이는 것이며 모듈 간의 관계를 최대한 느슨하게 만드는 것이 원칙입니다.
위 OOP요소와 원칙을 통해 객체 지향적 프로그래밍을 한다면 코드의 모듈화, 독립화, 기능과 역할의 분배, 클래스 및 객체간 상호작용을 고려하게 됩니다 이런 방식으로 프로그래밍 하면 코드의 가독성과 유지보수성을 향상시키며, 복잡한 시스템을 보다 효율적으로 구축할 수 있습니다.
추가질문 :
OOP의 4요소에 대해서 좀 더 자세히 알려주세요.
객체의 속성(data fields)과 행위(methods)를 하나의 클래스라는 캡슐에 묶는 것을 캡슐화라고 합니다. 은닉된 정보로의 접근은 접근지정자를 통해서만 조작할 수 있도록 합니다. 캡슐화는 원본 데이터를 유지하며 보존, 보호하기 위해 존재합니다. has-a 관계를 통해서 해당 클래스에 어떤 속성과 행위가 있는지 정의하게 됩니다.
다형성은 하나의 객체가 여러 가지 형태를 가질 수 있는 것을 의미합니다. 쉽게 예를 들면 스마트폰이라는 객체가 전화도 하고 문자도 하고 게임도 할 수 있는, 즉 여러 가지 기능을 수행할 수 있는 것을 말합니다. 기능이 정의된 메소드를 오버로딩(Overloading-매개변수차이신규정의), 오버라이딩(Overriding-상속관련추가정의)을 통해서 다형성의 개념을 사용하게 됩니다.
상속은 상위 클래스의 특성을 하위 클래스에서 물려받는 것을 말하고 하위 클래스에서는 더 필요한 속성을 확장해서 사용할 수 있습니다. 상속으로 인해 속성이나 기능이 재사용 가능합니다. is-a 관계를 통해서 클래스간의 관계를 정의하게 됩니다.
추상화는 객체들이 공통적으로 필요로 하는 속성이나 동작을 하나로 추출하는 작업입니다. 따라서 객체지향적 관점에서는 클래스를 정의하고 설계하는 것이 추상화 단계라고 볼 수 있습니다. 이 때 구체적인 것을 상세히 하지 않고 필요성에 의한 특성만을 가지고 구성하는 것을 말합니다. 이후 구현체에서 실체화 시키게 됩니다.
추가질문 :
OOP의 5원칙에 대해서 좀 더 자세히 알려주세요.
객체지향 프로그래밍의 원칙은 SOLID라는 약어로 표현됩니다. 각 원칙은 소프트웨어 디자인을 개선하고 유지보수성을 높이기 위한 것입니다.
단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle - SRP):
한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다는 원칙입니다. 클래스가 너무 많은 책임을 가지면 코드를 이해하고 수정하기 어려워질 수 있습니다.
개방-폐쇄 원칙 (Open/Closed Principle - OCP):
소프트웨어의 확장에는 열려 있어야 하고, 수정에는 폐쇄적이어야 한다는 원칙입니다. 새로운 기능을 추가할 때 기존의 코드를 변경하지 않고 확장할 수 있도록 해야 합니다.
리스코프 치환 원칙 (Liskov Substitution Principle - LSP):
어떤 클래스가 있을 때, 이 클래스의 서브타입을 사용하는 곳에서도 문제가 없어야 한다는 원칙입니다. 즉, 상속 관계에서는 하위 클래스가 상위 클래스의 기능을 대체할 수 있어야 합니다.
인터페이스 분리 원칙 (Interface Segregation Principle - ISP):
클라이언트는 자신이 사용하지 않는 메서드에 의존 관계를 맺으면 안 된다는 원칙입니다. 즉, 인터페이스는 클라이언트가 관심 없는 메서드를 포함해서는 안 됩니다.
의존 역전 원칙 (Dependency Inversion Principle - DIP):
고수준 모듈은 저수준 모듈에 의존해서는 안 되며, 둘 모두 추상화에 의존해야 한다는 원칙입니다. 즉, 추상화를 통해 구체적인 구현에 의존하지 말아야 합니다.
이러한 원칙들을 따르면 코드의 유지보수성과 확장성을 높일 수 있고, 객체지향 프로그래밍의 장점을 최대한 활용할 수 있습니다.