[Effective-Java] 아이템 23. 태그 달린 클래스보다는 클래스 계층구조를 활용하라

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☃️ 태그 달린 클래스

책에서 이야기하는 태그란 해당 클래스가 어떠한 타입인지 정보를 갖고 있는 필드(멤버 변수) 를 의미한다. 태그를 이용하면 하나의 클래스로 두 가지 이상의 타입을 표현(정의)할 수 있다. 태그 달리 클래스의 예시부터 살펴보자.

☃️ 태그 달린 클래스 예시

class Figure {
    enum Shape { RECTANGLE, CIRCLE };

    // 태그 필드 - 현재 모양을 나타낸다.
    final Shape shape;

    // 다음 필드들은 모양이 사각형(RECTANGLE)일 때만 쓰인다.
    double length;
    double width;

    // 다음 필드는 모양이 원(CIRCLE)일 때만 쓰인다.
    double radius;

    // 원용 생성자
    Figure(double radius) {
        shape = Shape.CIRCLE;
        this.radius = radius;
    }

    // 사각형용 생성자
    Figure(double length, double width) {
        shape = Shape.RECTANGLE;
        this.length = length;
        this.width = width;
    }

    double area() {
        switch(shape) {
            case RECTANGLE:
                return length * width;
            case CIRCLE:
                return Math.PI * (radius * radius);
            default:
                throw new AssertionError(shape);
        }
    }
}

위와 같은 형태의 클래스를 태그 달린 클래스 라고 명한다.
그러나! 태그 달린 클래스에는 수 많은 단점이 존재한다.

☃️ 태그 달린 클래스의 단점들

쓸데 없는 코드가 많다

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• 태그에 대한 선언
• 각 태그에 따라 사용되거나 사용되지 않는 필드
• 태그에 따른 메서드의 행동분기(switch)

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불필요한 코드가 많아지므로 가독성이 떨어진다. 게다가 필드를 final로 선언할 경우 해당 태그에서 사용되지 않는 필드들도 생성자에서 초기화를 진행해야 한다.

오류 사항이 런타임에서나 발견된다

불변성을 지키기 위해 final 필드를 선언하고, 불필요한 필드까지 초기화를 진행한다고 가정하자. 이 단계에서 컴파일러는 도움을 줄 수 없다. 엉뚱한 필드를 초기화 해도 런타임에서야 문제가 드러난다.

태그를 추가하려면 코드를 수정해야 한다

새로운 태그를 추가할 때마다 모든 switch문을 찾아 새 태그를 처리하는 코드를 추가해야 하는데, 하나라도 빠뜨리면 역시 런타임에서야 문제를 발견할 수 있다.

인스턴스의 타입만으로 현재 태그를 유추할 수 없다

직접 메서드를 사용해보거나, 네이밍을 이용해야 타입을 유추할 수 있다.

태그 달린 클래스는 장황하고 오류내기 쉽고 비효율적이다. 다행히 자바와 같은 객체 지향 언어는 타입 하나로 다양한 의미의 객체를 표현하는 훨씬 좋은 수단을 제공한다. 바로 클래스 계층구조를 활용하는 서브타이핑(subtyping) 이다. 태그 달린 클래스는 클래스 계층구조를 어설프게 흉내낸 아류일 뿐이다.

☃️ 클래스 계층구조로 바꾸는 방법

1. Root가 될 추상 클래스를 정의하자.
2. 태그에 따라 행동이 달라지는 메서드를 추상 메서드로 구현하자.
3. 태그에 관계 없이 동작이 일정한 메서드는 Root 클래스의 일반 메서드로 추가하자.
4. 공통된 필드도 모두 Root 클래스에 추가하자.
5. 각 의미별로 Root 추상 클래스의 하위 구체 클래스를 정의하자.
6. 각 의미에 해당하는 데이터 필드를 구체 클래스에 정의하자.
7. 각 구체 클래스에서 추상 메서드를 의미에 맞게 구현하자.

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위에서 살펴보았던 예시에 1~4번까지 방법을 적용하면 Root 클래스가 아래와 같이 변한다.

abstract class Figure {
    abstract double area();
}

이제 각 태그(의미)들 또한 구체 클래스로 하나씩 정의 해보자. 5~7번까지 방법을 적용하면 아래와 같아 진다.

class Circle extends Figure {
    final double radius;

    Circle(double radius) { this.radius = radius; }

    @Override double area() { return Math.PI * (radius * radius); }
}


class Rectangle extends Figure {
    final double length;
    final double width;

    Rectangle(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width  = width;
    }

    @Override double area() { return length * width; }
}

계층구조를 통해 간결하고 명확한 코드를 확인할 수 있으며, 앞서 이야기한 태그 달린 클래스의 모든 단점을 해결 할 수 있게 되었다. 컴파일러가 override 메서드를 모두 구현했는지에 대한 검사를 해주고, 각 구체 클래스의 멤버변수 또한 final로 선언 할 수 있다. Root 클래스의 코드를 건드리지 않고도 다른 프로그래머들이 독립적으로 계층구조를 확장하고 함께 사용할 수 있다.

추가적으로 Rectangle 클래스 예시에 계층구조를 한 번 더 추가해서 Square 클래스를 만들어보자.

class Square extends Rectangle {
    Square(double side) {
        super(side, side);
    }
}

타입(의미) 간의 자연스러운 계층 관계를 반영하여 유연성을 확보하고, 컴파일 타임 타입 검사 능력을 높여준다는 이점도 얻을 수 있다.

핵심 정리
태그 달린 클래스를 쓸 상황은 거의 없다. 만일 태그 달린 클래스를 발견한다면 계층구조로 리팩터링 하자.