클래스를 정의하는 표준 자바 관례에 따르면, 가장 먼저 변수 목록이 나온다.
그 다음에는 공개 함수 가 나온다.
비공개 함수 는 자신을 호출하는 공개 함수 직후에 넣는다.
즉, 추상화 단계가 순차적으로 내려간다.
변수와 유틸리티 함수는 가능한 공개하지 않는 편이 낫지만 반드시 숨겨야 한다는 법칙도 없다. 하지만 캡슐화를 풀어주는 결정은 언제나 최후의 수단이다.
Single Responsibility Principle : 클래스나 모듈을 변경할 이유가 단 하나뿐이어야 한다.
큰 클래스 몇 개가 아니라 작은 클래스 여럿으로 이뤄진 시스템이 더 바람직하다. 작은 클래스는 각자 맡은 책임이 하나며, 변경할 이유가 하나며, 다른 작은 클래스와 협력해 시스템에 필요한 동작을 수행한다.
응집도 가 높다는 말은 클래스에 속한 메서드와 변수가 서로 의존하며 논리적인 단위로 묶인다는 의미이다.함수를 작게, 매개변수 목록을 짧게 라는 전략을 따르다 보면 때때로 몇몇 메서드만이 사용하는 인스턴스 변수가 아주 많아진다. 이는 십중팔구 새로운 클래스로 쪼개야 한다는 신호다.큰 함수를 작은 함수 여럿으로 쪼개다 보면 종종 작은 클래스 여럿으로 쪼갤 기회가 생긴다. 그러면서 프로그램에 점점 더 체계가 잡히고 구조가 투명해진다.
// 큰 함수를 작은 함수/클래스 여럿으로 쪼개보는 예제
public class PrintPrimes {
public static void main(String[] args) {
final int M = 1000;
final int RR = 50;
final int CC = 4;
final int WW = 10;
final int ORDMAX = 30;
int P[] = new int[M + 1];
int PAGENUMBER;
int PAGEOFFSET;
int ROWOFFSET;
int C;
int J;
int K;
boolean JPRIME;
int ORD;
int SQUARE;
int N;
int MULT[] = new int[ORDMAX + 1];
J = 1;
K = 1;
P[1] = 2;
ORD = 2;
SQUARE = 9;
while (K < M) {
do {
J = J + 2;
if (J == SQUARE) {
ORD = ORD + 1;
SQUARE = P[ORD] * P[ORD];
MULT[ORD - 1] = J;
}
N = 2;
JPRIME = true;
while (N < ORD && JPRIME) {
while (MULT[N] < J)
MULT[N] = MULT[N] + P[N] + P[N];
if (MULT[N] == J)
JPRIME = false;
N = N + 1;
}
} while (!JPRIME);
K = K + 1;
P[K] = J;
}
{
PAGENUMBER = 1;
PAGEOFFSET = 1;
while (PAGEOFFSET <= M) {
System.out.println("The First " + M + " Prime Numbers --- Page " + PAGENUMBER);
System.out.println("");
for (ROWOFFSET = PAGEOFFSET; ROWOFFSET < PAGEOFFSET + RR; ROWOFFSET++) {
for (C = 0; C < CC;C++)
if (ROWOFFSET + C * RR <= M)
System.out.format("%10d", P[ROWOFFSET + C * RR]);
System.out.println("");
}
System.out.println("\f"); PAGENUMBER = PAGENUMBER + 1; PAGEOFFSET = PAGEOFFSET + RR * CC;
}
}
}
}
위 코드는 함수가 하나뿐이고, 들여쓰기가 심하고, 이상한 변수가 많고, 구조가 빡빡하게 결합되어있다.
아래 코드는 원래 프로그램의 한 클래스가 가지고 있던 모든 책임을 각 책임의 클래스와 함수로 분리했다. 그리고 좀 더 의미 있는 이름을 부여한 결과다.
public class PrimePrinter {
public static void main(String[] args) {
final int NUMBER_OF_PRIMES = 1000;
int[] primes = PrimeGenerator.generate(NUMBER_OF_PRIMES);
final int ROWS_PER_PAGE = 50;
final int COLUMNS_PER_PAGE = 4;
RowColumnPagePrinter tablePrinter =
new RowColumnPagePrinter(ROWS_PER_PAGE,
COLUMNS_PER_PAGE,
"The First " + NUMBER_OF_PRIMES + " Prime Numbers");
tablePrinter.print(primes);
}
}
public class RowColumnPagePrinter {
private int rowsPerPage;
private int columnsPerPage;
private int numbersPerPage;
private String pageHeader;
private PrintStream printStream;
public RowColumnPagePrinter(int rowsPerPage, int columnsPerPage, String pageHeader) {
this.rowsPerPage = rowsPerPage;
this.columnsPerPage = columnsPerPage;
this.pageHeader = pageHeader;
numbersPerPage = rowsPerPage * columnsPerPage;
printStream = System.out;
}
public void print(int data[]) {
int pageNumber = 1;
for (int firstIndexOnPage = 0 ;
firstIndexOnPage < data.length ;
firstIndexOnPage += numbersPerPage) {
int lastIndexOnPage = Math.min(firstIndexOnPage + numbersPerPage - 1, data.length - 1);
printPageHeader(pageHeader, pageNumber);
printPage(firstIndexOnPage, lastIndexOnPage, data);
printStream.println("\f");
pageNumber++;
}
}
private void printPage(int firstIndexOnPage, int lastIndexOnPage, int[] data) {
int firstIndexOfLastRowOnPage =
firstIndexOnPage + rowsPerPage - 1;
for (int firstIndexInRow = firstIndexOnPage ;
firstIndexInRow <= firstIndexOfLastRowOnPage ;
firstIndexInRow++) {
printRow(firstIndexInRow, lastIndexOnPage, data);
printStream.println("");
}
}
private void printRow(int firstIndexInRow, int lastIndexOnPage, int[] data) {
for (int column = 0; column < columnsPerPage; column++) {
int index = firstIndexInRow + column * rowsPerPage;
if (index <= lastIndexOnPage)
printStream.format("%10d", data[index]);
}
}
private void printPageHeader(String pageHeader, int pageNumber) {
printStream.println(pageHeader + " --- Page " + pageNumber);
printStream.println("");
}
public void setOutput(PrintStream printStream) {
this.printStream = printStream;
}
}
public class PrimeGenerator {
private static int[] primes;
private static ArrayList<Integer> multiplesOfPrimeFactors;
protected static int[] generate(int n) {
primes = new int[n];
multiplesOfPrimeFactors = new ArrayList<Integer>();
set2AsFirstPrime();
checkOddNumbersForSubsequentPrimes();
return primes;
}
private static void set2AsFirstPrime() {
primes[0] = 2;
multiplesOfPrimeFactors.add(2);
}
private static void checkOddNumbersForSubsequentPrimes() {
int primeIndex = 1;
for (int candidate = 3 ; primeIndex < primes.length ; candidate += 2) {
if (isPrime(candidate))
primes[primeIndex++] = candidate;
}
}
private static boolean isPrime(int candidate) {
if (isLeastRelevantMultipleOfNextLargerPrimeFactor(candidate)) {
multiplesOfPrimeFactors.add(candidate);
return false;
}
return isNotMultipleOfAnyPreviousPrimeFactor(candidate);
}
private static boolean isLeastRelevantMultipleOfNextLargerPrimeFactor(int candidate) {
int nextLargerPrimeFactor = primes[multiplesOfPrimeFactors.size()];
int leastRelevantMultiple = nextLargerPrimeFactor * nextLargerPrimeFactor;
return candidate == leastRelevantMultiple;
}
private static boolean isNotMultipleOfAnyPreviousPrimeFactor(int candidate) {
for (int n = 1; n < multiplesOfPrimeFactors.size(); n++) {
if (isMultipleOfNthPrimeFactor(candidate, n))
return false;
}
return true;
}
private static boolean isMultipleOfNthPrimeFactor(int candidate, int n) {
return candidate == smallestOddNthMultipleNotLessThanCandidate(candidate, n);
}
private static int smallestOddNthMultipleNotLessThanCandidate(int candidate, int n) {
int multiple = multiplesOfPrimeFactors.get(n);
while (multiple < candidate)
multiple += 2 * primes[n];
multiplesOfPrimeFactors.set(n, multiple);
return multiple;
}
}
결과적으로 프로그램의 길이가 늘어났다. 그 이유는 다음과 같다.
리팩토링시 작업 순서는 다음과 같다.
테스트 슈트 를 작성한다.변경 에 수반하는 위험을 낮춘다.SRP 뿐 아니라 OCP 도 지원한다.Open-Closed Principle : 클래스는 확장에 개방적이고 수정에 폐쇄적이어야한다.
요구사항은 변하기 마련이다. 따라서 코드도 변하기 마련이다.
상세한 구현에 의존하는 클라이언트 클래스는 구현이 바뀌면 위험에 빠진다.
그래서 인터페이스와 추상 클래스를 사용해 구현이 미치는 영향을 격리한다.
// Portfolio 클래스를 구현하자. 그런데 이 클래스는 외부 TokyoStockExchange API를 사용해 포트폴리오 값을 계산한다.
// API 특성 상 시세 변화에 영향을 많이 받아 5분마다 값이 달라지는 API로 테스트 코드를 짜기란 쉽지 않다.
// 그러므로 Portfolio에서 외부 API를 직접 호출하는 대신 StockExchange라는 인터페이스를 생성한 후 메서드를 선언하다.
public interface StockExchange {
Money currentPrice(String symbol);
}
// StockExchange 인터페이스를 구현하는 TokyoStockExchange 클래스를 구현한다.
// 그리고 Portfolio 생성자를 수정해 StockExchange 참조자를 인수로 받는다.
public Portfolio {
private StockExchange exchange;
public Portfolio(StockExchange exchange) {
this.exchange = exchange;
}
}
// 이제 TokyoStockExchange 클래스를 흉내내는 테스트용 클래스를 만들 수 있다.
// 테스트용 클래스는 StockExchange 인터페이스를 구현하며 고정된 주가를 반환한다.
// 그러므로 정해져있는 값에 대한 테스트 코드를 작성할 수 있다.
public class PortfolioTest {
private FixedStockExchangeStub exchange;
private Portfolio portfolio;
@Before
protected void setUp() throws Exception {
exchange = new FixedStockExchangeStub();
exchange.fix("MSFT", 100);
portfolio = new Portfolio(exchange);
}
@Test
public void GivenFiveMSFTTotalShouldBe500() throws Exception {
portfolio.add(5, "MSFT");
Assert.assertEquals(500, portfolio.value());
}
}
DIP 를 따르는 클래스가 나온다.Dependency Inversion Principle : 클래스가 상세한 구현이 아니라 추상화에 의존해야 한다.