객체지향 프로그래밍 패러다임에서 은닉화는 중요한 개념 중 하나이다.
은닉화를 구현하기 위한 핵심 기능인 접근제어에 대해 알아보자.
접근제어
- 접근제어는 코드끼리 상호작용을 할 때 파일 간 또는 모듈 간에 접근을 제한할 수 있는 기능
- 접근제어를 통해 상세 구현은 숨기고 허용된 기능만 사용하는 인터페이스를 제공할 수 있다
접근제어의 필요성
객체지향 프로그래밍 패러다임에서 중요한 캡슐화와 은닉화를 구현하는 이유는 외부에서 보거나 접근하면 안되는 코드가 있기 때문이다.
불필요한 접근으로 의도치 않은 결과를 초래하거나 꼭 필요한 부분만 제공을 해야하는데 전체 코드가 노출된 가능성이 있을 때 접근 제어를 이용한다.
모듈과 소스파일
스위프트의 접근제어는 모듈과 소스파일을 기반으로 설계됨
-
모듈 : 배포할 코드의 묶음 단위
통상적으로 하나의 프레임워크나 라이브러리 또는 애플리케이션이 모듈 단위가 됨
스위프트에선 import 키워드를 사용해 불러옴 -
소스파일 : 하나의 스위프트 소스 코드 파일
자바나 Objective-C와 같은 기존의 프로그래밍 언어에서는 통상 파일 하나에 타입을 하나만 정의함
스위프트에서도 보통 파일 하나에 타입 하나만 저으이하지만 때로는 소스파일 하나에 여러 타입이나 함수 등 많은 것을 정의하거나 구현할 수 있음
접근수준
접근제어는 접근수준 키워드를 통해 구현할 수 있음
각 타입(클래스, 구조체, 열거형 등)에 특정 접근수준을 지정할 수 있고, 타입 내부의 프로퍼티, 메서드, 이니셜라이저, 서브스크립트 각각에도 접근수준을 지정할 수 있음
접근수준을 명시할 수 있는 키워드는 open, public, internal, fileprivate, private 다섯 가지가 있다.
스위프트의 접근수준은 기본적으로 모듈과 소스파일에 따라 구분함
공개 접근수준 - public
public 키워드로 접근수준이 지정된 요소는 어디서든 쓰일 수 있음
- 자신이 구현된 소스파일은 물론, 그 소스파일이 속해 있는 모듈, 그 모듈을 가져다 쓰는 모듈 등 모든 곳에서 사용 가능
- 공개 접근 수준은 주로 프레임워크에서 외부와 연결될 인터페이스를 구현하는데 많이 쓰임
- 우리가 사용하는 스위프트이 기본 요소는 모두 공개 접근수준으로 구현되어있다고 생각하면 됨
이렇게 확인해보면 Bool도 public으로 구현되어있다.
개방 접근수준 - open
open 키워드로 지정할 수 있는 개방 접근수준은 공개 접근수준 이상으로 높은 접근수준이며, 클래스와 클래스의 멤버에서만 사용할 수 있음
기본적으로 공개 접근수준과 비슷하지만 다음과 같은 차이점이 있음
- 개방 접근수준을 제외한 다른 모든 접근수준의 클래스는 그 클래스가 정의된 모듈 안에서만 상속할 수 있음
- 개방 접근 수준을 제외한 다른 모든 접근수준의 클래스 멤버는 해당 멤버가 정의된 모듈 안에서만 재정의할 수 있음
- 개방 접근수준의 클래스는 그 클래스가 정의된 모듈 밖의 다른 모듈에서도 상속할 수 있음
- 개방 접근 수준의 클래스 멤버는 해당 멤버가 정의된 모듈 밖의 다른 모듈에서도 재정의할 수 있다.
클래스를 개방 접근수준으로 명시하는 것은 그 클래스를 다른 모듈에서도 부모클래스로 사용하겠다는 목적으로 클래스를 설계하고 코드를 작성했음을 의미한다.
내부 접근수준 - internal
internal 키워드로 지정하는 내부 접근수준은 기본적으로 모든 요소에 암묵적으로 지정하는 기본 접근수준이다.
내부 접근수준으로 지정된 요소는 소스파일이 속해있는 모듈 어디에서든 쓰일 수 있다.
다만 그 모듈을 가져다 쓰는 외부 모듈에서는 접근할 수 없다.
보통 외부에서 사용할 클래스나 구조체가 아니고 모듈 내부에서 광영적으로 사용할 경우 내부 접근 수준으로 지정한다.
파일외부비공개 접근수준 - fileprivate
파일외부비공개 접근수준으로 지정된 요소는 그 요소가 구현된 소스파일 내부에서만 사용할 수 있다. 해당 소스파일 외부에서 값이 변경되거나 함수를 호출하면 부작용이 생길 수 있는 경우에 사용하면 좋다.
비공개 접근수준 - private
비공개 접근수준은 가장 한정적인 범위이다
비공개 접근수준으로 지정된 요소는 그 기능을 정의하고 구현한 범위 내에서만 사용할 수 있다.
비공개 접근수준으로 지정한 기능은 심지어 같은 소스파일 안에 구현한 다른 타입이나 기능에서도 사용할 수 없다.
접근제어 구현
접근제어는 접근수준을 지정해서 구현할 수 있다
각각의 접근수준을 요소 앞에 지정해주기만 하면 된다.
internal은 기본 접근수준이므로 굳이 표기해주지 않아도 된다.
open class OpenClass {
open var oopenProperty: Int = 0
public var publicProperty: Int = 0
internal var internalProperty: Int = 0
fileprivate var filePrivateProperty: Int = 0
private var privateProperty: Int = 0
open func openMethod() {}
public func publicMethod() {}
internal func internalMethod() {}
fileprivate func fileprivateMethod() {}
private func privateMethod() {}
}접근제어 구현 참고사항
- 모든 타입에 적용되는 접근 수준의 규칙은 상위요소보다 하위요소가 더 높은 접근수준을 가질 수 없다는 것이다
- 비공개 접근 수준으로 정의한 구조체 내부의 프로퍼티로 내부수준이나 공개수준을 갖는 프로퍼티를 정의할 수 없다
- 함수의 매개변수로 특정 접근수준이 부여된 타입이 전달되거나 반환된다면, 그 타입의 접근수준보다 함수의 접근수준이 높게 설정될 수 없다
잘못된 접근수준 부여
private class AClass {
// 공개 접근수준을 부여해도 AClass의 접근수준이 비공개 접근수준이므로
// 이 메서드의 접근수준도 비공개 접근수준으로 취급된다.
public func someMethod() {
// ....
}
}
// AClass의 접근수준이 비공개 접근수준이므로
// 공개 접근수준의 함수의 매개변수나 반환 값 타입으로 사용할 수 없다.
public func someFunction(a: AClass) -> AClass { // 오류 발생!
return a
}튜플의 접근수준 부여
함수 뿐만 아니라 튜블의 내부 요소 타입 또한 튜플의 접근수준보다 같거나 높아야한다.
internal class InternalClass {} // 내부 접근수준 클래스
private struct PrivateStruct {} // 비공개 접근수준 구조체
// 요소로 사용되는 InternalClass와 PrivateStruct의 접근수준이
// publicTuple보다 낮기 때문에 사용할 수 없다.
public var publicTuple: (first: InternalClass, second: PrivateStruct)
= (InternalClass(), PrivateStruct())
// 요소로 사용되는 InternalClass와 PrivateStruct의 접근수준이
// privateTuple과 같거나 높기 때문에 사용할 수 있다.
private var privateTuple: (first: InternalClass, second: PrivateStruct)
= (InternalClass(), PrivateStruct())접근수준에 따른 접근 결과
// AClass.swift 파일과 Common.swift 파일이 같은 모듈에 속해 있을 경우
// AClass.swift 파일
class AClass {
func internalMethod() {}
fileprivate func filePrivateMethod() {}
var internalProperty = 0
fileprivate var filePrivateProperty = 0
}
// Common.swift 파일
let aInstance: AClass = AClass()
aInstance.internalMethod() // 같은 모듈이므로 호출 가능
aInstance.filePrivateMethod() // 다른 파일이므로 호출 불가 - 오류
aInstance.internalProperty = 1 // 같은 모듈이므로 접근 가능
aInstance.filePrivateProperty = 1 // 다른 파일이므로 접근 불가 - 오류이처럼 접근수준에 따라 접근이 불가능한 경우가 생긴다.
그렇기 때문에 프레임워크를 만들 때는 다른 모듈에서 특정 기능에 접근할 수 있도록 API를 사용할 기능을 공개 접근수준으로 지정해주어야 한다.
그 외의 요소는 내부 접근수준 또는 비공개 접근수준으로 적절히 설정하면 된다.
열거형의 접근수준
열거형의 접근수준을 구현할 때 열거형 내부의 각 case별로 따로 접근수준을 부여할 수는 없다.
각 case의 접근수준은 열거형 자체의 접근수준을 따른다.
또한 열거형의 원시 값 타입으로 열거형의 접근수준보다 낮은 접근수준의 타입이 올 수는 없다. 연관 값의 타입 또한 마찬가지이다.
private typealias PointValue = Int
// 오류 - PointValue가 Point보다 접근수준이 낮기 때문에 원시 값으로 사용할 수 없다.
enum Point: PointValue {
case x, y
}# private과 fileprivate 같은 파일 내부에서 private 접근수준과 fileprivate 접근수준은 사용할 때 분명한 차이가 있다. fileprivate 접근수준으로 지정한 요소는 같은 파일 어떤 코드에서도 접근할 수 있다.
반면 private 접근수준으로 지정한 요소는 같은 파일 내부에 다른 타입의 코드가 있더라도 접근이 불가능하다.
그러나 자신을 확장하는 익스텐션 코드가 같은 파일에 존재하는 경우에는 접근할 수 있다.
public struct SomeType {
private var privateVariable = 0
fileprivate var fileprivateVariable = 0
}
// 같은 타입의 익스텐션에서는 private 요소에 접근 가능
extension SomeType {
public func publicMethod() {
print("\(self.privateVariable), \(self.fileprivateVariable)")
}
private func privateMethod() {
print("\(self.privateVariable), \(self.fileprivateVariable)")
}
fileprivate func fileprivateMethod() {
print("\(self.privateVariable), \(self.fileprivateVariable)")
}
}
struct AnotherType {
var someInstance: SomeType = SomeType()
mutating func someMethod() {
// public 접근수준에는 어디서든 접근 가능
self.someInstance.publicMethod() // 0, 0
// 같은 파일에 속해 있는 코드이므로 fileprivate 접근수준 요소에 접근 가능
self.someInstance.fileprivateVariable = 100
self.someInstance.fileprivateMethod() // 0, 100
// 다른 타입 내부의 코드이므로 private 요소에 접근 불가! 오류!
// self.someInstance.privateVariable = 100
// self.someInstance.privateMethod()
}
}
var anotherInstance = AnotherType()
anotherInstance.someMethod()읽기 전용 구현
구조체 또는 클래스를 사용하여 저장 프로퍼티를 구현할 때는 허용된 접근수준에서 프로퍼티 값을 가져갈 수 있다.
그러면 값을 변경할 수 없도록 구현하고 싶다면 어떻게 해야 할까?
서브스크립트도 읽기만 가능하도록 제한하려면 어떻게 해야 할까?
그럴 땐 설정자만 더 낮은 접근수준을 갖도록 제한할 수 있다.
설정자의 접근수준 지정
요소의 접근수준 키워드 뒤에 접근수준(set)처럼 표현하면 설정자의 접근수준만 더 낮도록 지정할 수 있다.
설정자 접근수준 제한은 프로퍼티, 서브스크립트, 변수 등에 적용될 수 있으며 해당 요소의 접근수준보다 같거나 낮은 수준으로 제한해주어야 한다.
public struct SomeType {
// 비공개 접근수준 저장 프로퍼티 count
private var count: Int = 0
// 공개 접근수준 저장 프로퍼티 publicStoredProperty
public var publicStoredProperty: Int = 0
// 공개 접근수준 저장 프로퍼티 publicGetOnlyStoredProperty
// 설정자는 비공개 접근수준
public private(set) var publicGetOnlyStoredProperty: Int = 0
// 내부 접근수준 저장 프로퍼티 internalComputedProperty
internal var internalComputedProperty: Int {
get {
return count
}
set {
count += 1
}
}
// 내부 접근수준 저장 프로퍼티 internalGetOnlyComputedProperty
// 설정자는 비공개 접근수준
internal private(set) var internalGetOnlyComputedProperty: Int {
get {
return count
}
set {
count += 1
}
}
// 공개 접근수준 서브스크립트
public subscript() -> Int {
get {
return count
}
set {
count += 1
}
}
// 공개 접근수준 서브스크립트
// 설정자는 내부 접근수준
public internal(set) subscript(some: Int) -> Int {
get {
return count
}
set {
count += 1
}
}
}
var someInstance: SomeType = SomeType()
// 외부에서 접근자, 설정자 모두 사용 가능
print(someInstance.publicStoredProperty) // 0
someInstance.publicStoredProperty = 100
// 외부에서 접근자만 사용 가능
print(someInstance.publicGetOnlyStoredProperty) // 0
//someInstance.publicGetOnlyStoredProperty = 100 // 오류 발생
// 외부에서 접근자, 설정자 모두 사용 가능
print(someInstance.internalComputedProperty) // 0
someInstance.internalComputedProperty = 100
// 외부에서 접근자만 사용 가능
print(someInstance.internalGetOnlyComputedProperty) // 1
//someInstance.internalGetOnlyComputedProperty = 100 // 오류 발생
// 외부에서 접근자, 설정자 모두 사용 가능
print(someInstance[]) // 1
someInstance[] = 100
// 외부에서 접근자만, 같은 모듈 내에서는 설정자도 사용 가능
print(someInstance[0]) // 2
someInstance[0] = 100