Day 9. 델리게이션을 통한 확장

본 포스트는 지인들과 스터디한 내용을 정리한 포스트입니다

http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?mallGb=KOR&ejkGb=KOR&barcode=9788931463422

다재다능 코틀린 프로그래밍 - 교보문고

다양한 프로그래밍 패러다임으로 살펴보는 코틀린 기본서 | 코틀린은 멀티패러다임 프로그래밍 언어다. 코틀린은 스크립트로 사용할 수도 있고, 객체지향 코드나 함수형 코드, 비동기 프로그램

www.kyobobook.co.kr

1. 델리게이션을 통한 확장

상속과 델리게이션 모두 객체지향 프로그래밍의 디자인 방식이다
두 방식 모두 클래스를 다른 클래스로부터 확장시킨다
상속과 델리게이션 차이
- 상속은 베이스 클래스(부모)에 강력하게 묶이고 수정할 수 없게 된다
- 델리게이션은 객체 자신이 처리해야 할 일을 다른 클래스의 인스턴스에게 위임하거나 넘겨버릴 수 있다
Java는 상속에 대해 많은 지원을 해줬지만 델리게이션에 대해서는 지원이 약하다

2. 상속 대신 델리게이션을 써야 하는 상황

클래스의 객체가 다른 클래스의 객체가 들어갈 자리에 쓰여야 한다면 상속을 사용해라
클래스의 객체가 단순히 다른 클래스의 객체를 사용만 해야 한다면 델리게이션을 사용해라
상속의 단점
- 정적 타입 객체지향 언어에서의 상속을 통한 다형성의 매력이라고 생각하고 사용한다
- 베이스 클래스에서 상속받은 인스턴스를 자식 클래스에서 마음대로 바꾸려는 행동은 오류를 일으킬 수 있다
- 리스코프 치환원칙(LSP)
- 자식 클래스에서 부모 클래스의 메소드를 오버라이드할 때 베이스 클래스의 외부 동작을 유지해아하는 문제가 있다 ( 제약사항 )
클래스의 구현을 새로 하거나 한 클래스의 인스턴스를 '개는 동물이다'와 같이 포함 관계에 있는 다른 클래스로 대체할 때 상속을 사용하라
오직 다른 객체의 구현을 재사용하는 경우라면 델리게이션을 사용하라

3. 델리게이션을 사용한 디자인

기존 Java의 델리게이션 디자인

// project.kts
interface Worker {
    fun work()
    fun takeVacation()
}


class JavaProgrammer : Worker {
    override fun work() {
        println("...write Java...")
    }

    override fun takeVacation() {
        println("...code at the beach...")
    }
}


class CSharpProgrammer : Worker {
    override fun work() {
        println("...write C#...")
    }

    override fun takeVacation() {
        println("...branch at the ranch...")
    }
}


class Manager(private val worker: Worker) {
    fun work() = worker.work()
    fun takeVacation() = worker.takeVacation()
}


val javaProgrammer = JavaProgrammer()
val manager = Manager(javaProgrammer)
manager.work() // ...write Java...
manager.takeVacation() // ...code at the beach...

Manager는 단순히 호출의 기능만 수행한다
Worker에 더 많은 기능이 들어가면 또 Manager에 더 많은 호출 코드가 들어간다
DRY(Don't Repeat Yourself) 원칙을 위반하는 나쁜 디자인이다
또한 OCP(개방 폐쇄 원칙)도 위반했는데, 변경에는 닫혀있어야하고, 확장에는 열려있어야하는 원칙에서 봤을 때 Worker가 변경되면 Manager 또한 코드변경이 불가피하므로 좋지 않은 디자인이다

코틀린의 by 키워드를 사용한 델리게이션

// projectWithDeligation.kts
interface Worker {
    fun work()
    fun takeVacation()
}


class JavaProgrammer : Worker {
    override fun work() {
        println("...write Java...")
    }

    override fun takeVacation() {
        println("...code at the beach...")
    }
}


class CSharpProgrammer : Worker {
    override fun work() {
        println("...write C#...")
    }

    override fun takeVacation() {
        println("...branch at the ranch...")
    }
}

 class Manager() : Worker by JavaProgrammer()

val doe = Manager()
doe.work() // ...write Java...
doe.takeVacation() // ...code at the beach...

Worker by JavaProgrammer() 를 보면 by라는 키워드를 통해 간단히 인터페이스로 요청을 위임하는 델리게이션을 구현했다
by 키워드가 컴파일 시간에 이전 예제에서 우리가 시간을 들여서 수동으로 구현했던 델리게이션을 대신 해준다
Manager 클래스는 JavaProgrammer 클래스를 상속받은 것이 아니다
코틀린의 델리게이션을 사용하면, 컴파일러가 내부적으로 Manager 클래스에 메소드를 생성하고 요청을 한다

4. 파라미터에 위임하기

위에서 보았던 by 키워드를 이용해 객체를 생성하면서 델리게이션하는 방식은 문제점이 있다
- Manager 클래스의 인스턴스는 오직 JavaProgrammer의 인스턴스에만 요청할 수 있다 ( 다른 종류의 Worker에는 요청 불가능 )
- Manager의 인스턴스는 델리게이션에 접근할 수 없다 ( Manager 클래스 안에 다른 메소드를 작성하더라도 해당 메소드에서는 델리게이션에 접근할 수 없다 )

인스턴스를 생성하면서 델리게이션을 지정하지 않고 생성자에 델리게이션 파라미터를 전달함으로써 해결이 가능하다

// projectWithDeligationAnother.kts
interface Worker {
    fun work()
    fun takeVacation()
}


class JavaProgrammer : Worker {
    override fun work() {
        println("...write Java...")
    }

    override fun takeVacation() {
        println("...code at the beach...")
    }
}


class CSharpProgrammer : Worker {
    override fun work() {
        println("...write C#...")
    }

    override fun takeVacation() {
        println("...branch at the ranch...")
    }
}

class Manager(val staff : Worker) : Worker by staff {
    fun meeting() = println("organizing meeting with ${staff.javaClass.simpleName}")
}


val doe = Manager(CSharpProgrammer())
doe.work() // ...write C#...
doe.takeVacation() // ...branch at the ranch...
doe.meeting() // organizing meeting with CSharpProgrammer

val roe = Manager(JavaProgrammer())
roe.work() // ...write Java...
roe.takeVacation() // ...code at the beach...
roe.meeting() // organizing meeting with JavaProgrammer

Manager 클래스는 staff 파라미터를 델리게이션으로 사용한다
위와 같은 델리게이션은 하나의 클래스에 국한되지 않는다 ( 유연성 )
Worker 클래스의 메소드를 호출하면 코틀린이 자동으로 연결된 델리게이션으로 요청을 전달한다

5. 메소드 충돌 관리

코틀린 컴파일러는 델리게이션에 사용되는 클래스마다 델리게이션 메소드를 위한 랩퍼를 만든다
코틀린에서는 델리게이션을 이용하는 클래스가 델리게이션 클래스의 인터페이스를 구현해야한다
하지만 실제로는 인터페이스의 각 메소드를 모두 구현하지 않는다

델리게이션 클래스가 인터페이스의 메소드를 이미 구현한 상태인 경우 델리게이션을 이용하는 클래스에서 다시 메소드를 구현하려고할땐 override 키워드를 사용해아한다

// projectWithDeligationOverride.kts
interface Worker {
    fun work()
    fun takeVacation()
}


class JavaProgrammer : Worker {
    override fun work() {
        println("...write Java...")
    }

    override fun takeVacation() {
        println("...code at the beach...")
    }
}


class CSharpProgrammer : Worker {
    override fun work() {
        println("...write C#...")
    }

    override fun takeVacation() {
        println("...branch at the ranch...")
    }
}

class Manager(val staff : Worker) : Worker by staff {
    override fun takeVacation() = println("of course")
}


val doe = Manager(CSharpProgrammer())
doe.work() // ...write C#...
doe.takeVacation() // of course

val roe = Manager(JavaProgrammer())
roe.work() // ...write Java...
roe.takeVacation() // of course

코틀린은 메소드 충돌을 훌륭하게 해결해 인터페이스의 특정 메소드를 델리게이션으로 요청하지 않도록 오버라이드 해준다

두개의 인터페이스를 구현하는 경우

// projectWithDeligationDuplicate
interface Worker {
    fun work()
    fun takeVacation()
    fun fileTimeSheet() = println("Why? Really?")
}

class JavaProgrammer : Worker {
    override fun work() {
        println("...write Java...")
    }

    override fun takeVacation() {
        println("...code at the beach...")
    }
}


class CSharpProgrammer : Worker {
    override fun work() {
        println("...write C#...")
    }

    override fun takeVacation() {
        println("...branch at the ranch...")
    }
}

interface Assistant {
    fun doChores()
    fun fileTimeSheet() = println("No escape from that")
}

class DepartmentAssistant : Assistant {
    override fun doChores() = println("routine stuff")
}


class Manager(private val staff: Worker, private val assistant: Assistant) :
    Worker by staff, Assistant by assistant {

    override fun takeVacation() = println("of course")
    override fun fileTimeSheet() {
        print("manually forwarding this...")
        assistant.fileTimeSheet()
    }
}

val doe = Manager(CSharpProgrammer(), DepartmentAssistant())
doe.work() // ...write C#...
doe.takeVacation() // of course
doe.doChores() // routine stuff
doe.fileTimeSheet() // manually forwarding this...No escape from that

6. 델리게이션 주의사항

지금까지의 예제를 예로 Manager 클래스는 JavaProgrammer를 사용할 수 있지만 Manager를 JavaProgrammer로 사용할 수는 없다

예제코드

// projectVersion8.kts
interface Worker {
    fun work()
    fun takeVacation()
    fun fileTimeSheet()  = println("Why? Really?")
}

class JavaProgrammer : Worker {
    override fun work() = println("...write java...")
    override fun takeVacation() = println("...code at the beach...")
}

class CSharpProgrammer : Worker {
    override fun work() = println("...write C#...")
    override fun takeVacation() = println("...branch at the ranch...")
}

class Manager(var staff: Worker) : Worker by staff
val doe = Manager(JavaProgrammer())
println("Staff is ${doe.staff.javaClass.simpleName}") // Staff is JavaProgrammer
doe.work() // ...write java...
println("changing staff") // changing staff
doe.staff = CSharpProgrammer() // Staff is CSharpProgrammer
println("Staff is ${doe.staff.javaClass.simpleName}") // ...write java...
doe.work()

위에서 선언된 델리게이션은 속성이 아니라 파라미터이다
doe.staff = CSharpProgrammer()로 처음에 선언된 Manager 클래스의 staff 프로퍼티 참조를 바꿔주어도 필드만 변경한 것이지 델리게이션의 참조를 변경한 것이 아니다
위 같은 코드는 또다른 문제를 발생시키는데, 기존의 JavaProgrammer의 인스턴스에 더 이상 접근할 수가 없어졋다(필드를 CSharpProgrammer로 변경했기 때문에), 하지만 델리게이션이 JavaProgrammer를 사용중이기 때문에 가비지컬렉터가 수집해가지도 않는다...

코틀린은 객체의 속성이 아닌 주 생성자에 보내진 파라미터로 델리게이션을 한다

7. 변수와 속성 델리게이션

속성이나 지역변수를 읽을 때, 코틀린 내부에서는 getValue() 함수를 호출한다
속성이나 변수를 설정할 때 코틀린은 setValue() 함수를 호출한다

변수 델리게이션

지역변수의 읽기와 쓰기에 대한 접근을 모두 가로챌 수 있다
리턴 되는 것을 변경할 수 있고 데이터를 언제, 어디에 저장하는지도 변경할 수 있다

예제코드(클래스)

// PoliteString.kt
package chapter9

import kotlin.reflect.KProperty

class PoliteString(var content: String) {
    operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>) = content.replace("stupid", "s*****")
    operator fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: String) {
        content = value
    }
}

예제코드(스크립트)

// politecomment.kts
import chapter9.PoliteString

var comment: String by PoliteString("Some nice message")
println(comment) // Some nice message
comment = "This is stupid"
println(comment) // This is s*****
println("comment is of length: ${comment.length}") // comment is of length: 14

코틀린에선 인터페이스를 구현할 필요도 없고 관습적인 코드도 없다, 단지 메소드만 있으면 된다
메소드 시그니처에 대한 확신이 없다면 kotlin.properties.ReadOnlyProperty와 kotlin.properties.ReadWriteProperty 인터페이스를 참고하면 된다

속성 델리게이션

델리게이션은 getValue()를 구현하는(읽기전용), getValue()와 setValue()를 모두 사용하는(읽기-쓰기) 속성이라면 어떤 객체에서든 사용 가능하다
코틀린 스탠다드 라이브러리의 디자인을 보면 Map과 MutableMap은 델리게이션을 사용할 수 있다
Map은 val 속성, MutableMap은 var 속성으로 사용할 수 있다 ( Map은 get(), getValue() 보유, MutableMap은 set(), setValue()까지 보유 )

예제코드

// postcomment.kts
import kotlin.reflect.KProperty

class PoliteString(val dataSource: MutableMap<String, Any>) {
    operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String =
        (dataSource[property.name] as? String)?.replace("stupid", "s*****") ?: ""

    operator fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: String) {
        dataSource[property.name] = value
    }
}


class PostComment(dataSource: MutableMap<String, Any>) {
    val title: String by dataSource
    var likes: Int by dataSource
    val comment: String by PoliteString(dataSource)
    override fun toString(): String = "Title: $title Likes: $likes Comment: $comment"
}


val data = listOf(
    mutableMapOf(
        "title" to "Using Delegation",
        "likes" to 2,
        "comment" to "Keep it simple, stupid"),
    mutableMapOf(
        "title" to "Using Inheritance",
        "likes" to 1,
        "comment" to "Prefer Delegation where possible"
    )
)

val forPost1 = PostComment(data[0])
val forPost2 = PostComment(data[1])
forPost1.likes++
println(forPost1) // Title: Using Delegation Likes: 3 Comment: Keep it simple, s*****
println(forPost2) // Title: Using Inheritance Likes: 1 Comment: Prefer Delegation where possible

빌트인 스탠다드 델리게이션
- 코틀린은 우리가 실제로 유용하게 사용할 만한 몇 가지 빌트인 델리게이션을 제공해준다
  - 지연 델리게이션: 객체 생성이나 연산 실행이 실제 필요할 때까지 실행을 지연시켜주는 유용한 기능
  - observable 델리게이션: 속성의 값이 변하는 것을 지켜보게 해주는 유용한 기능
  - Vetoable 델리게이션: 기본 규칙이나 비즈니스 로직에 기반한 속성이 변경되는 것을 막아줌
- 지연 델리게이션
  - 개발자는 직접 컴파일러에게 식의 결과가 정말로 필요하기 전까지는 식을 실행하지 않도록 지연 연산을 요청할 수 있다
  - 식의 결과가 필요하지 않으면 식 전체를 스킵해 버린다
  - lazy 래퍼 함수를 이용한 예제코드
```
// lazyevaluation.kts
fun getTemperature(city: String): Double {
    println("fetch from webservice for $city")
    return 30.0
}

val showTemperature = false
val city = "Boulder"
val temperature by lazy { getTemperature(city) }
if (showTemperature && temperature > 20) // (nothing here)
    println("Warm")
else
    println("Nothing to report")
```
  - lazy 함수는 연산을 실행할 수 있는 람다 표현식을 아규먼트로 받는다, 그 후 필요한 순간에만 실행한다(요청 즉시 실행 X )
  - lazy 함수는 기본적으로 람다 표현식의 실행과 동기화된다, 따라서 하나의 스레드만 실행된다
- 옵저버블 델리게이션
  - 연관된 변수나 속성의 변화를 가로채는 ReadWriteProperty 델리게이션을 만든다
  - 변화가 발생하면 델리게이션이 개발자가 observable() 함수에 등록한 이벤트 핸들러를 호출한다
  - 예제코드
```
// observe.kts
import kotlin.properties.Delegates

var count by Delegates.observable(0) { property, oldValue, newValue ->
    println("Property: $property old: $oldValue: new: $newValue")
}
println("The value of count is: $count")
count++
println("The value of count is: $count")
count--
println("The value of count is: $count")
```
  - 지역변수나 객체의 속성의 변화를 지켜보려고 한다면 옵저버블 델리게이션을 사용하라
  - 모니터링과 디버깅 목적으로 사용할 때 매우 유용하다
  - 지켜보기만 하는 게 아니라 변경을 허가할지, 불허할지 결정하려면 vetoable 델리게이션을 사용하도록 하자

728x90

저작자표시

'Study > 다재다능 코틀린 프로그래밍' 카테고리의 다른 글

Day 10. 람다를 사용한 함수형 프로그래밍 (0)	2021.12.09
Day 8. 클래스 계층과 상속 (0)	2021.11.16
Day 7. 객체와 클래스 (0)	2021.11.12
Day 6. 오류를 예방하는 타입 안정성 (0)	2021.11.02
Day 5. 컬렉션 사용하기 (0)	2021.10.31

« 2024/04 »
일	월	화	수	목	금	토
	1	2	3	4	5	6
7	8	9	10	11	12	13
14	15	16	17	18	19	20
21	22	23	24	25	26	27
28	29	30