코딩초보의 자바(Java)공부 14일차 { 다형성과 설계 }

2024.12.23 - [Java공부(코딩)] - 코딩초보의 자바(Java)공부 13일차 { 다형성 활용 }

코딩초보의 자바(Java)공부 13일차 { 다형성 활용 }

여기서 공부한것을 토대로 설계에 어떻게 적용할지
 얘기를 해보고
예제문제를 통해 더 쉽게
이해해보도록 해요!

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1) 다형성

다형성의 실제 비유

키보드 , 마우스

배우 - 역할

자동차 - 운전자

처럼

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역할과 구현을 분리

역할과 구현을 분리하면

단순해지고 , 변경에 용이해진다.

 

역할 = 인터페이스

구현= 인터페이스를 구현 할 클래스,구현객체

 

클라이언트는 대상의 역할만 알면 됨

클라이언트는 구현대상의 내부구조를 몰라도 됨

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클라이언트 : 요청

서버 : 응답

 

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역할과 구현을 분리(정리)

유연하고 변경에 용이

확장 가능한 설계

클라이언트에 영향을 주지않는 변경기능

 

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역할과 구현을 분리( 한계)

역할(인터페이스) 변경 시

클라이언트 , 서버 모두 변화가일어남

 

자동차를 비행기로 변경해야한다면?

 

정리하자면

인터페이스를 안정적으로 설계하는것이 중요

 

스프링의 핵심인 IOC(제어의 역전)

DIP(의존관게 주입) 도 결국

다형성을 이용하는 것.

 

 

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2)다형성 - 역할과구현 예제1

 

운전자와 차의 관계를 다형성을 고려하지않고

설계해보겠습니다

public class G80 {

public void startEngine() {

System.out.println("G80.startEngine");

}

public void offEngine() {

System.out.println("G80.offEngine");

}

public void pressAccel() {

System.out.println("G80.pressAccelerator");

}}

 

///////////////////////////////////////

 

public class Driver {

private G80 g80;

 

public void setCar(G80 g80) {

this.g80 = g80;

}

 

public void drive() {

System.out.println("G80을 운전합니다");

g80.startEngine();

g80.pressAccel();

g80.offEngine();}}

 

메인코드

public class CarMain {

public static void main(String[] args) {

 

G80 g80 = new G80();

Driver driver = new Driver();

driver.setCar(g80);

driver.drive();

}}

driver에게 G80인스턴스의 참조값을 넘겨준다.

 

얼핏보면 잘 만들었다고 생각할 수도있다.

하지만 운전자가  이 G80만 운전 할 수있는건아니다

차를 바꿀수도있다.

차량을 추가한다면 클라이언트 , 서버 모든것을 바꿔야한다.

각 자동차에 의존하지않고 역할(인터페이스)에 의존하게끔

만들어보자 !

( 다형성을 활용해 이문제를 해결해보자)

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3)다형성 - 역할과구현 예제2

제가 생각한 다이어그램은 이렇습니다.

Driver가 클라이언트가 

Car가 서버가 되는것 입니다

Driver는 구체적인 구현체에 의존하지않고

역할(Car)에 의존

 

긴말. 없이 코드로 일단 보죠

 

역할(인터페이스)

 

public interface Car {

void stratEngine();

 

void pressAccel();

 

void endEngine();

}

 

구현체(서버)

public class DN8 implements Car{

 

@Override

public void stratEngine() {

System.out.println("DN8의 시동을 켭니다");

}

@Override

public void pressAccel() {

System.out.println("Dn8의 엑셀을 밟습니다");

}

@Override

public void endEngine() {

System.out.println("Dn8의 시동을 끕니다");

}}

 

다른 구현체들도 안에 내용물만 다르고

메서드는 같으므로 생략할게요!!!

 

클라이언트(Driver)

public class Driver {

private Car car;

 

public void setCar(Car car) {

this.car = car;

}

 

public void drive() {

car.stratEngine();

car.pressAccel();

car.endEngine();}}

 

setCar를 통해 Car의 구현체들만이

참조로 들어올 수 있게됨

 

들어온 인스턴스를 참조해

drive메서드 실행

 

메인코드

public class CarMain2 {

 

public static void main(String[] args) {

Car dn8 = new DN8();

Driver driver = new Driver();

driver.setCar(dn8);

driver.drive();

 

 

//차량변경

Car g80 = new G80();

driver.setCar(g80);

driver.drive();

}}

 

 

출력

차량을 탑승 : poly.car1.DN8@6ce253f1

DN8의 시동을 켭니다

Dn8의 엑셀을 밟습니다

Dn8의 시동을 끕니다

 

차량을 탑승 : poly.car1.G80@65ab7765

G80의 시동을 켭니다

G80의 엑셀을 밟습니다

G80의 시동을 끕니다

 

OCP(Open-Closed Principle) 원칙

좋은 객체 지향 설계 원칙 중 하나로 OCP 원칙이라는 것이 있다.

**Open for extension**: 새로운 기능의 추가나 변경 사항이 생겼을 때, 기존 코드는 확장할 수 있어야 한다.

**Closed for modification**: 기존의 코드는 수정되지 않아야 한다.

 

**정리**

`Car` 를 사용하는 클라이언트 코드인

`Driver` 코드의 변경없이

새로운 자동차를 확장할 수 있다.

다형성을 활용하고 역할과 구현을 잘 분리한 덕분에

새로운 자동차를 추가해도 대부분의 핵심 코드들을

그대로 유지할 수 있게 되었다.

 

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4) 예제풀이

 결제 시스템 개발

여러분은 기대하던 결제 시스템 개발팀에 입사하게 되었다.

이 팀은 현재 2가지 결제 수단을 지원한다. 앞으로 5개의 결제 수단을 추가로 지원할 예정이다.

새로운 결제수단을 쉽게 추가할 수 있도록, 기존 코드를 리펙토링해라.

**요구사항**

OCP 원칙을 지키세요.

메서드를 포함한 모든 코드를 변경해도 됩니다.

클래스나 인터페이스를 추가해도 됩니다.

단 프로그램을 실행하는 `Main` 코드는 변경하지 않고, 그대로 유지해야 합니다.

리펙토링 후에도 실행 결과는 기존과 같아야 합니다.

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변경전

public class KakaoPay {

 

public boolean pay(int amount) {

System.out.println("카카오페이 시스템과 연결합니다.");

System.out.println(amount + "원 결제를 시도합니다.");

return true;

}}

 

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

 

public class NaverPay {

public boolean pay(int amount) {

System.out.println("네이버페이 시스템과 연결합니다.");

System.out.println(amount + "원 결제를 시도합니다.");

return true;}}

 

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

 

public class PayService {

public void processPay(String option, int amount) {

boolean result;

System.out.println("결제를 시작합니다: option=" + option + ", amount=" +

amount);

 

if (option.equals("kakao")) {

KakaoPay kakaoPay = new KakaoPay();

result = kakaoPay.pay(amount);

} else if (option.equals("naver")) {

NaverPay naverPay = new NaverPay();

result = naverPay.pay(amount);

} else {

System.out.println("결제 수단이 없습니다.");

result = false;

}

if (result) {

} else {

System.out.println("결제가 성공했습니다.");

System.out.println("결제가 실패했습니다.");

}}}

 

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

 

public class Main {

public static void main(String[] args) {

PayService payService = new PayService();

//kakao 결제

String payOption1 = "kakao";

int amount1 = 5000;

payService.processPay(payOption1, amount1);

//naver 결제

String payOption2 = "naver";

int amount2 = 10000;

payService.processPay(payOption2, amount2);

//잘못된 결제 수단 선택

String payOption3 = "bad";

int amount3 = 15000;

payService.processPay(payOption3, amount3);

}}

 

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변경된 코드 및 출력

 

역할 (인터페이스)

public interface Pay {

boolean pay(int amount);

}

 

구현체(역할을 구현하는 객체)

public class NaverPay implements Pay {

 

@Override

public boolean pay(int amount) {

System.out.println("네이버페이 시스템과 연결합니다.");

 

System.out.println(amount + "원 결제를 시도합니다.");

return true;

}}

 

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

 

public class KakaoPay implements Pay{

 

@Override

public boolean pay(int amount) {

 

System.out.println("카카오페이 시스템과 연결합니다.");

 

System.out.println(amount + "원 결제를 시도합니다.");

 

return true;

}}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

public class TossPay implements Pay { //확장에 열려있는것을 증명하기위해 추가한 구현체

 

@Override

public boolean pay(int amount) {

System.out.println("toss페이 시스템과 연결합니다.");

 

System.out.println(amount + "원 결제를 시도합니다.");

return false;

}}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

public class DefaultPay implements Pay {

 

@Override

public boolean pay(int amount) {

System.out.println("잘못된 결제수단임");

return false;

}}

 

추상클래스 

(static메서드 :   존재하는 결제수단인지 확인용)

equalsIgnoreCase == 대소문자 구분없이 동등성비교

결제수단을 찾지못했을떄는 null체크 없이

DefaultPay 반환

 

public abstract class PayStore {

//결제 수단 추가시 변하는 부분

public static Pay findPay(String option) {

 

if (option.equalsIgnoreCase("kakao")) {

return new KakaoPay();

} else if (option.equalsIgnoreCase("naver")) {

return new NaverPay();

}else if(option.equalsIgnoreCase("toss")) {

return new TossPay();

}

else {

return new DefaultPay();

}

}}

 

PayService는 구체적인 구현체가아닌

Pay(인터페이스)에 의존 즉

결제수단을 추가해도 코드변경X

public class PayService {

public void processPay(String option, int amount) {

boolean result;

System.out.println("결제를 시작합니다: option=" + option + ", amount=" +

amount);

 

Pay pay = PayStore.findPay(option);

result = pay.pay(amount);

if(result) {

System.out.println("결제에 성공했어요");

}

else {

System.out.println("결제 실패");

}}}

 

 

메인코드

public class Main {

public static void main(String[] args) {

Scanner scan = new Scanner(System.in);

PayService payService = new PayService();

 

//kakao 결제

while(true) {

System.out.println("결제수단 입력(종료하려면 exit)"

+ "");

String option = scan.nextLine();

if(option.equals("exit")) {

System.out.println("결제를 종료합니다");

break;

}

 

System.out.println("금액 입력(0원 입력시 종료)");

int amount = scan.nextInt();

if(amount==0) {

System.out.println("프로그램종료");

break;

}

 

payService.processPay(option, amount);

scan.nextLine(); //nextInt()는 \n까지 읽어들이지않으므로 nextLine()으로 없애주자

}}

}

 

출력예시

결제수단 입력(종료하려면 exit)

KakaO  //equalusIgnore 덕분에 대소문자를 섞어도 인식가능

금액 입력(0원 입력시 종료)

1000

결제를 시작합니다: option=KakaO, amount=1000

카카오페이 시스템과 연결합니다.

1000원 결제를 시도합니다.

결제에 성공했어요

결제수단 입력(종료하려면 exit)

nAvER

금액 입력(0원 입력시 종료)

1900

결제를 시작합니다: option=nAvER, amount=1900

네이버페이 시스템과 연결합니다.

1900원 결제를 시도합니다.

결제에 성공했어요

결제수단 입력(종료하려면 exit)

Kbcard

금액 입력(0원 입력시 종료)

10

결제를 시작합니다: option=Kbcard, amount=10 //구현체로정의하지않은것을 입력으로넣으면 DefalutPay반환

잘못된 결제수단임

결제 실패

결제수단 입력(종료하려면 exit)

exit

결제를 종료합니다