[객사오] 3. 타입과 추상화

추상화를 통한 복잡성 극복

추상화

• 어떤 양상, 세부 사항, 구조를 좀 더 명확하게 이해하기 위해 특정 절차나 물체를 의도적으로 생략하거나 감춤으로써 복잡도를 극복하는 방법이다.
• 복잡성을 다루기 위해 추상화는 두 차원에서 이루어진다.
  • 첫 번째 차원은 구체적인 사물들 간의 공통점은 취하고 차이점을 버리는 일반화를 통해 단순하게 만드는 것이다.
  • 두 번째 차원은 중요한 부분을 강조하기 위해 불필요한 세부 사항을 제거함으로써 단순하게 만드는 것이다.

💡 모든 경우에 추상화의 목적은 복잡성을 이해하기 쉬운 수준으로 단순화하는 것이라는 점을 기억하자.

객체지향과 추상화

개념 (concept)

• 공통점을 기반으로 객체들을 묶기 위한 그릇이다.
• 일반적으로 우리가 인식하고 있는 다양한 사물이나 객체에 적용할 수 있는 아이디어나 관념을 뜻한다.
• 개념을 이용하면 객체를 여러 그룹으로 분류(classification)할 수 있다.
• 객체에 어떤 개념을 적용하는 것이 가능해서 개념 그룹의 일원이 될 때 그 객체를 그 개념의 인스턴스(instance)라고 한다.

💡 객체란 특정한 개념을 적용할 수 있는 구체적인 사물을 의미한다. 개념이 객체에 적용됐을 때 객체를 개념의 인스턴스라고 한다.

개념의 세 가지 관점

• 심볼(symbol): 개념을 가리키는 간략한 이름이나 명칭
  • 트럼프
• 내연(intension): 개념의 완전한 정의를 나타내며 내연의 의미를 이용해 객체가 개념에 속하는지 여부를 확인할 수 있다.
  • 몸이 납작하고 두 손과 두 발은 네모 귀퉁이에 달려 있는 것들
• 외연(extension): 개념에 속하는 모든 객체의 집합(set)
  • 정원사, 병사, 신하, 왕자, 공주

객체를 분류하기 위한 틀

분류

• 객체에 특정한 개념을 적용하는 작업이다.
• 객체에 특정한 개념을 적용하기로 결심했을 때 우리는 그 객체를 특정한 집합의 멤버로 분류하고 있는 것이다.
• 객체들은 최대한 직관적으로 분류해야 한다.

타입

타입은 개념이다

타입 (type)

• 개념과 동일하다.
• 타입이란 우리가 인식하고 있는 다양한 사물이나 객체에 적용할 수 있는 아이디어나 관념을 의미한다.
• 어떤 객체에 타입을 적용할 수 있을 때 그 객체를 타입의 인스턴스라고 한다.
• 타입의 인스턴스는 타입을 구성하는 외연인 객체 집합의 일원이 된다.

데이터 타입

• 메모리 안에 저장된 데이터의 종류를 분류하는 데 사용하는 메모리 집합에 관한 메타데이터다.
• 데이터에 대한 분류는 암시적으로 어떤 종류의 연산이 해당 데이터에 대해 수행될 수 있는지를 결정한다.

객체와 타입

1. 어떤 객체가 어떤 타입에 속하는지를 결정하는 것은 객체가 수행하는 행동이다. 어떤 객체들이 동일한 행동을 수행할 수 있다면 그 객체들은 동일한 타입으로 분류될 수 있다.
2. 객체의 내부적인 표현은 외부로부터 철저하게 감춰진다. 객체의 행동을 가장 효과적으로 수행할 수만 있다면 객체 내부의 상태를 어떤 방식으로 표현하더라도 무방하다.

타입의 계층

일반화/특수화 관계

• 일반화/특수화 관계를 결정하는 것은 행동이다.
• 두 객체가 속하는 타입 간에 일반화/특수화 관계가 성립하려면 한 타입이 다른 타입보다 더 특수하게 행동해야하고 반대로 한 타입은 다른 타입보다 더 일반적으로 행동해야 한다.
• 일반적인 타입이란 특수한 타입이 가진 모든 행동들 중 일부 행동만을 가지는 타입을 가리킨다.
• 특수한 타입이란 일반적인 타입이 가진 모든 타입을 포함하지만 거기에 더해 자신만의 행동을 추가하는 타입을 가리킨다.

💡 타입의 내연을 의미하는 행동의 가짓수와 외연을 의미하는 집합의 크기는 서로 반대이다. 일반화/특수화 관계에서 일반적인 타입은 특수한 타입보다 더 적은 수의 행동을 가지지만 더 큰 크기의 외연 집합을 가진다. 특수한 타입은 일반적인 타입보다 더 많은 수의 행동을 가지지만 더 작은 크기의 외연 집합을 가진다.

슈퍼타입과 서브타입

• 좀 더 일반적인 타입을 슈퍼타입(Supertype)이라고 한다.
• 좀 더 특수한 타입을 서브타입(Subtype)이라고 한다.

💡 슈퍼타입과 서브타입에서 중요한 것은 두 타입 간의 관계가 행동에 의해 결정된다.

정적 모델

타입의 목적

• 인간의 인지 능력으로는 시간에 따라 동적으로 변하는 객체의 복잡성을 극복하기가 너무 어렵기 때문에 사용한다.

그래서 결국 타입은 추상화다

• 타입을 이용하면 객체의 동적인 특성을 추상화할 수 있다.
• 결국 타입은 시간에 따른 객체의 상태 변경이라는 복잡성을 단순화할 수 있는 효과적인 방법이다.

동적 모델과 정적 모델

동적 모델

• 실제로 객체가 살아 움직이는 동안 상태가 어떻게 변하고 어떻게 행동하는지를 포착하는 것을 말한다.
• 실제 애플리케이션을 실행해 객체의 상태 변경을 추적하고 디버깅하는 시점이 시스템을 동적인 관점에서 접근하는 것이다.

정적 모델 (=타입 모델)

• 객체가 가질 수 있는 모든 상태와 모든 행동을 시간에 독립적으로 표현하는 것을 말한다.
• 객체지향 언어에서 클래스를 작성하는 시점이 시스템을 정적인 관점에서 접근하는 것이다.

클래스

• 클래스는 타입을 구현하는 방법 중 하나이다.
• 객체를 분류하는 기준은 타입이며, 타입을 나누는 기준은 객체가 수행하는 행동이다.
• 프로그래밍 언어를 이용해 타입을 구현할 수 있는 한 가지 방법이 클래스이다.

💡 객체지향에서 중요한 것은 동적으로 변하는 객체의 상태와 상태를 변경하는 행위다. 클래스는 타입을 구현하기 위해 프로그래밍 언어에서 제공하는 구현 메커니즘일 뿐이다.