객체지향 설계 5원칙 SOLID

🔗 SOLID 란 로버트 C.마틴이 정의한 객체지향프로그래밍 및 설계의 다섯가지 기본 원칙이다.

• SRP(Single Responsibility Principle): 단일 책임 원칙
• OCP(Open Closed Priciple): 개방 폐쇄 원칙
• LSP(Listov Substitution Priciple): 리스코프 치환 원칙
• ISP(Interface Segregation Principle): 인터페이스 분리 원칙
• DIP(Dependency Inversion Principle): 의존 역전 원칙

1. SRP - 단일 책임 원칙

어떤 클래스를 변경해야 하는 이유는 오직 하나뿐이어야 한다. - 로버트 C.마틴

모든 클래스는 각각 하나의 책임만을 가지라는 뜻이다.
하나의 객체는 자신이 할 수 있는 것과 해야 하는 것만 수행 할 수 있도록 설계되어야 한다.

→ 높은 응집도, 낮은 결합

• SRP 가 위배되는 경우

  • 사람이라는 클래스에 이름, 나이 , 키, 혈액형, 병력, 개발 언어, 개발 경력이라는 필드가 있다.

  • 개발스펙 검토 어플리케이션에선 사람이라는 클래스보다 지원자라는 클래스 명이 더 어울리고

    이에 필요한 필드는 개발 언어, 개발 경력이다. 이 외 필드는 필요 없음
    

  • 병원 어플리케이션의 경우 사람이라는 클래스 명보다 환자라는 클래스 명이 어울림, 이에 필요한 필드는 이름, 나이, 키, 혈액형, 병력 정도 일 것이다.

    💡 클래스에 모든 기능을 다 넣기보다 목적과 취지에 맞는 속성과 메서드로 구성해야 한다.
    즉, 여러 책임보단 관련된 책임만 줘야 한다.
    잘 설계된 프로그램 → 새로운 요구사항이나 변경이 있을 때 영향을 받는 부분을 최소화시켜 유지보수 하기 쉬운 대상이 돼야 한다.

2. OCP - 개방 폐쇄 원칙

소프트웨어 엔티티(패키지, 클래스, 모듈, 함수 등)는 확장에 대해서는 개방되어야 하지만 변경에 대해서는 폐쇄되어야 한다. - 로버트 C. 마틴

요구사항 변경, 추가가 있더라도 기존의 코드는 수정이 일어나지 말아야 하며, 기존 구성 요소를 확장해서 재사용 할 수 있어야 한다. → 유연성, 재사용성, 유지보수성

• OCP 원칙이 위배되는 경우

  

  • 운전자는 마티즈와 쏘나타 라는 각각의 클래스에 의존하고 있기 때문에 마티즈와 쏘나타의 변화에 따라 의존적으로 변하게 된다 → 높은 결합도
  • 이를 위해 상위 클래스 또는 인터페이스를 중간에 두어 직접적인 결합을 피한다.
  • 위에 그림처럼 자동차 클래스 하위에 다른 차종을 상속하여 확장할 수 있고 운전자는 변경에 대해 영향을 받지 않게 된다.

3. LSP - 리스코프 치환 원칙

서브 타입은 언제나 자신의 기반 타입으로 교체할 수 있어야 한다. - 로버트 C.마틴

하위 클래스의 인스턴스는 상위형 객체 참조 변수에 대입해 상위 클래스의 인스턴스 역할을 하는데 문제가 없어야 한다. 상속은 조직도, 계층도가 아니라 분류도가 되어야 한다.

하위 클래스 is a kind of 상위 클래스 : 하위 분류는 상위 분류의 한 종류이다.

구현 클래스 is able to 인터페이스 : 구현 분류는 인터페이스 할 수 있어야한다.

→ 상속 = 확장
부모 클래스의 인스턴스 대신 자식 클래스의 인스턴스를 사용해도 문제가 없어야 한다.

• LSP 원칙이 위배되는 경우
  
• 딸은 아버지 역할을 할 수 없다. 아들은 아버지의 한 종류가 아니다.
• 이런 계층도, 조직도는 LSP를 위반한다.
  

• 고래는 포유류의 한 종류
• 위의 그림은 동물이라 속성에서 고래, 박쥐로 확장한다.
  

💡 LSP는 상속 구조가 다형성을 위해 사용될 수 있도록 해주며 OCP의 기반이 된다.
하위 클래스가 상위클래스의 역할을 대신해주며 논리적으로 맞아야 한다.

`아버지클래스타입 홍길동 = new 아들(); // LSP(리스코프 치환 원칙) 위배 *포유류클래스타입*  도커 = new 고래(); // 자바는 내부적으로 자동 타입 변환`

4. ISP - 인터페이스 분리 원칙

클라이언트는 자신이 사용하지 않는 메소드에 의존 관계를 맺으면 안 된다. - 로버트 C.마틴

단일 책임 원칙(SRP)는 하나의 책임만 갖도록 다수의 클래스로 분리하였다.

인터페이스 분리 원칙은 각 역할에 맞게 인터페이스를 분리하는 것이다.

단일 책임 원칙(SRP)과 인터페이스 분할 원칙(ISP)은 같은 문제에 대한 다른 해결책이라고 볼 수 있다. 가능한 최소한의 인터페이스를 사용하도록 하여 단일 책임을 강조한다고 볼 수 있다. 일반적으로 ISP 보다 SRP 를 권장한다.

→ 기존 클라이언트에 변화를 주지 않으면서 인터페이스 만을 분리하여 구현해야 한다.

의존성 약화, 리팩토링 및 구조 변경 용이

• 자동차 인터페이스 -> 운전 인터페이스, 정비 인터페이스로 분리
• 사용자 클라이언트 -> 운전자 클라이언트, 정비사 클라이언트로 분리

  💡 분리하면 정비 인터페이스 자체가 변해도 운전자 클라이언트에 영향을 주지 않는다.

단일 책임 원칙(SRP)과 인터페이스 분할 원칙(ISP)은 같은 문제에 대한 두 가지 다른 해결책이라고 볼 수 있다.가능한 최소한의 인터페이스를 사용하도록 하여 단일 책임을 강조한다고 볼 수 있다.일반적으로 ISP보다 SRP 할 것을 권장하고 있다.

5. DIP - 의존 관계 역전 원칙

DIP를 만족하려면 구체적인 클래스보다 인터페이스나 추상 클래스와 의존 관계를 맺도록 설계해야 한다.

추상화된 것은 구체적인 것에 의존하면 안 된다. 구체적인 것이 추상화된 것에 의존해야 한다.

자주 변경되는 구체(Concrete) 클래스에 의존하지 마라

- 로버트 C.마틴 -

의존관계를 맺을 때 변화하기 쉬운 것 또는 자주 변화하는 것보다 변화하기 어려운 것, 거의 변화가 없는 것에 의존해야 한다.

즉, 구체적인 클래스보다 상위 클래스, 인터페이스, 추상 클래스와 같이 변하지 않을 가능성이 높은 클래스와 관계를 맺어야 한다.

• DIP 원칙이 위배되는 경우

• 자동차가 구체적인 타이어가 아닌 추상화된 타이어 인터페이스에만 의존하게 함으로써 타이어 변경되어도 자동차가 영향을 받지 않음
• 변하기 쉬운 스노우타이어에 의존하던 관계를 중간에 추상화된

타이어 인터페이스를 추가해두고 의존 관계를 역전 시킴

💡 DIP 원칙을 따르는 방법은 의존성 주입(DI: Dependency Injection)을 활용하는 것이다.

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참고 : [Java] 객체 지향 설계란? (SOLID)