객체 지향 설계 원칙 SOLID의 이해와 적용
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객체 지향 설계 원칙 SOLID 소개
객체 지향 프로그래밍은 소프트웨어 개발에서 널리 사용되는 패러다임 중 하나입니다. 이는 데이터와 그 데이터를 처리하는 메서드를 객체라는 단위로 묶어서 프로그래밍하는 방식을 말합니다. 객체 지향 프로그래밍의 핵심은 실제 세계의 사물을 모델링하여 소프트웨어 내에서 재현하는 것에 있습니다.
객체 지향 설계 원칙인 SOLID는 이러한 객체 지향 프로그래밍을 보다 효과적으로 수행하기 위한 지침을 제공합니다. SOLID는 단일 책임 원칙(Single Responsibility Principle), 개방-폐쇄 원칙(Open-Closed Principle), 리스코프 치환 원칙(Liskov Substitution Principle), 인터페이스 분리 원칙(Interface Segregation Principle), 의존성 역전 원칙(Dependency Inversion Principle)의 앞 글자를 따서 만든 약어입니다.
왜냐하면 객체 지향 설계 원칙을 적용함으로써 소프트웨어의 유지보수성, 확장성, 재사용성을 향상시킬 수 있기 때문입니다.
단일 책임 원칙(SRP)
단일 책임 원칙은 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다는 원칙입니다. 여기서 책임은 변경의 이유를 의미합니다. 즉, 어떤 변경이 발생할 때 클래스를 변경해야 하는 이유는 오직 하나여야 합니다. 이 원칙을 따르면 클래스가 변경되어야 하는 이유가 명확해지고, 그에 따라 시스템의 복잡성이 감소합니다.
예를 들어, 사용자 정보를 관리하는 클래스가 있다고 가정해 봅시다. 이 클래스가 사용자 정보를 데이터베이스에 저장하는 책임과 사용자 정보를 화면에 표시하는 책임을 모두 가지고 있다면, 데이터베이스 관련 변경사항이 발생했을 때 화면 표시 로직까지 영향을 받을 수 있습니다. 따라서 이 두 책임을 분리하여 각각의 클래스로 만드는 것이 바람직합니다.
왜냐하면 단일 책임 원칙을 준수함으로써 클래스의 재사용성과 유지보수성이 향상되기 때문입니다.
개방-폐쇄 원칙(OCP)
개방-폐쇄 원칙은 소프트웨어 엔티티(클래스, 모듈, 함수 등)는 확장에는 열려 있어야 하고, 변경에는 닫혀 있어야 한다는 원칙입니다. 이는 기존의 코드를 변경하지 않으면서도 시스템의 기능을 확장할 수 있어야 함을 의미합니다. 이 원칙을 적용하면, 새로운 기능을 추가하거나 변경사항이 발생했을 때 기존의 코드에 영향을 주지 않고도 요구사항을 충족시킬 수 있습니다.
예를 들어, 결제 시스템에서 다양한 결제 방식을 지원해야 한다고 가정해 봅시다. 이때 각 결제 방식을 처리하는 클래스를 별도로 구현하고, 이들을 결제 처리 인터페이스를 통해 추상화한다면, 새로운 결제 방식이 추가되어도 기존 코드를 변경하지 않고도 쉽게 확장할 수 있습니다.
왜냐하면 개방-폐쇄 원칙을 준수함으로써 시스템의 유연성과 확장성이 향상되기 때문입니다.
리스코프 치환 원칙(LSP)
리스코프 치환 원칙은 서브타입은 언제나 그것의 베이스 타입으로 교체될 수 있어야 한다는 원칙입니다. 즉, 서브클래스는 슈퍼클래스의 행위를 정확하게 모방해야 하며, 슈퍼클래스의 인스턴스 대신 서브클래스의 인스턴스를 사용해도 시스템의 정확성이 유지되어야 합니다. 이 원칙을 준수하면, 다형성을 활용한 설계가 가능해집니다.
예를 들어, 동물 클래스가 있고, 이를 상속받는 새 클래스와 물고기 클래스가 있다고 가정해 봅시다. 이때 동물 클래스에서 정의된 행동(예: 움직이다)을 새와 물고기 클래스가 각각의 방식으로 구현한다면, 동물 클래스의 인스턴스 대신 새나 물고기 클래스의 인스턴스를 사용해도 시스템의 정확성이 유지됩니다.
왜냐하면 리스코프 치환 원칙을 준수함으로써 다형성을 통한 유연한 설계가 가능해지기 때문입니다.
인터페이스 분리 원칙(ISP)
인터페이스 분리 원칙은 클라이언트는 자신이 사용하지 않는 메서드에 의존하면 안 된다는 원칙입니다. 즉, 하나의 일반적인 인터페이스보다는 여러 개의 구체적인 인터페이스가 낫다는 것을 의미합니다. 이 원칙을 적용하면, 클라이언트는 필요한 인터페이스만을 구현함으로써 불필요한 의존성을 줄일 수 있습니다.
예를 들어, 프린터 인터페이스가 있다고 가정해 봅시다. 이 인터페이스에는 인쇄, 스캔, 팩스 기능이 포함되어 있습니다. 만약 어떤 클라이언트가 인쇄 기능만 필요하다면, 인쇄 기능만을 포함하는 인터페이스를 별도로 제공하는 것이 바람직합니다. 이렇게 하면 클라이언트는 자신이 필요로 하는 기능에만 의존하게 되므로, 시스템의 복잡성이 감소합니다.
왜냐하면 인터페이스 분리 원칙을 준수함으로써 클라이언트의 불필요한 의존성을 줄이고, 시스템의 유연성을 향상시킬 수 있기 때문입니다.
의존성 역전 원칙(DIP)
의존성 역전 원칙은 고수준 모듈은 저수준 모듈에 의존해서는 안 되며, 둘 다 추상화에 의존해야 한다는 원칙입니다. 즉, 구체적인 클래스보다는 인터페이스나 추상 클래스에 의존해야 함을 의미합니다. 이 원칙을 적용하면, 모듈 간의 결합도가 낮아지고, 시스템의 유연성과 확장성이 향상됩니다.
예를 들어, 데이터베이스 액세스를 위한 클래스가 있다고 가정해 봅시다. 이 클래스가 특정 데이터베이스 기술(예: MySQL)에 직접 의존한다면, 다른 데이터베이스 기술로 전환할 때 많은 변경이 필요합니다. 하지만 데이터베이스 액세스를 추상화한 인터페이스에 의존한다면, 구체적인 데이터베이스 기술을 변경해도 시스템의 다른 부분에 영향을 주지 않습니다.
왜냐하면 의존성 역전 원칙을 준수함으로써 모듈 간의 결합도를 낮추고, 시스템의 유연성과 확장성을 향상시킬 수 있기 때문입니다.
SOLID 원칙의 중요성과 적용
SOLID 원칙은 객체 지향 설계의 핵심입니다. 이 원칙들을 적용함으로써 개발자는 더 나은 소프트웨어 아키텍처를 설계할 수 있습니다. SOLID 원칙을 준수하는 것은 단순히 좋은 코드를 작성하는 것을 넘어서, 유지보수가 쉽고, 확장 가능하며, 재사용 가능한 소프트웨어를 만드는 데 필수적입니다.
객체 지향 설계 원칙을 이해하고 적용하는 것은 개발자로서의 성장에 있어 중요한 단계입니다. 이 원칙들을 실제 프로젝트에 적용해보면서, 더 나은 소프트웨어 설계를 위한 깊은 이해를 얻을 수 있습니다.
왜냐하면 SOLID 원칙을 통해 얻을 수 있는 소프트웨어의 유지보수성, 확장성, 재사용성은 장기적으로 볼 때 개발 비용을 절감하고, 프로젝트의 성공 가능성을 높이는 데 크게 기여하기 때문입니다.
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