캡슐화

캡슐화(Encapsulation)는 객체 지향 프로그래밍의 중요한 개념 중 하나입니다.
캡슐화는 데이터와 해당 데이터를 처리하는 메서드를 하나로 묶어서 외부에서의 접근을 제한하는 것을 말합니다.
캡슐화를 통해 데이터의 직접적인 변경을 방지하거나 제한할 수 있습니다.
캡슐화는 쉽게 이야기해서 속성과 기능을 하나로 묶고, 외부에 꼭 필요한 기능만 노출하고 너머지는 모두 내부로 숨기는 것입니다.

이전에 객체 지향 프로그래밍을 설명하면서 캡슐화에 대해 알아보았습니다.

이때는 데이터와 데이터를 처리하는 메서드를 하나로 모으는 것에 초점을 맞추었습니다.
- 여기서 한발짝 더 나아가 캡슐화를 안전하게 완성할 수 있게 해주는 장치가 바로 “접근 제어자” 입니다.

그럼 어떤 것을 숨기고 어떤 것을 노출해야 할까요?

1. 데이터를 숨겨라.

객체에는 속성(데이터)과 기능(메서드)이 있습니다.

캡슐화에서 가장 필수로 숨겨야 하는 것은 “속성(데이터)” 입니다.

package access;

public class Speaker {
  private int volume;

  Speaker(int volume) {
    this.volume = volume;
  }

  void volumeUp() {
    if (volume >= 100) {
      System.out.println("음량을 증가할 수 없습니다. 최대 음량입니다.");
    } else {
      volume += 10;
      System.out.println("음량을 증가합니다.");
    }
  }

  void volumeDown() {
    volume -= 10;
    System.out.println("volumeDown 호출");
  }

  void showVolume() {
    System.out.println("현재 음량: " + volume);
  }
}

위 코드에서의 Speaker의 volume을 봐봅시다.

객체 내부의 데이터를 외부에서 함부로 접근하게 둔다면, 클래스 안에서 데이터를 다루는 모든 로직을 무시하고 데이터를 변경할 수 있습니다.
- 결국 모든 안전망을 다 빠져나가게 됩니다.
  - 따라서 캡슐화가 깨집니다.

우리가 자동자를 운전할 때 자동차 부품을 다 열어서 그 안에 있는 속도계를 직접 조절하지 않습니다.

단지 자동차가 제공하는 액셀 기능을 사용해서 액셀을 밟으면 자동차가 나머지는 다 알아서 하는 것입니다.

우리가 일상에서 생각할 수 있는 음악 플레이어를 떠올려봅시다.

음악 플레이어를 사용할 때 그 내부에 들어있는 전원부나, 볼륨 상태의 데이터를 직접 수정할 일이 있을까요?

우리는 그냥 음악 플레이어의 켜고, 끄고, 볼륨을 조절하는 버튼을 누를 뿐입니다.

그 내부에 있는 전원부나, 볼륨의 조절하는 버튼을 누를 뿐입니다.
- 그 내부에 있는 전원부나, 볼륨의 상태 데이터를 직접 수정하지는 않습니다.
  - 전원 버튼을 눌렀을 때 실제 전원을 받아서 전원을 켜는 것은 음악 플레이어의 일입니다.
  - 볼륨을 높였을 때 내부에 있는 볼륨 장치들을 움직이고 볼륨 수치를 조절하는 것도 음악 플레이어가 스스로 해야하는 일입니다.
    - 쉽게 이야기해서 우리는 음악 플레이어가 제공하는 기능을 통해서 음악 플레이어를 사용하는 것입니다.
      - 복잡하게 음악 플레이어의 내부를 까서 그 내부 데이터까지 우리가 직접 사용하는 것은 아닙니다.

객체의 데이터는 객체가 제공하는 기능인 메서드를 통해서 접근해야 합니다.

2. 기능을 숨겨라.

“객체의 기능 중에서 외부에서 사용하지 않고 내부에서만 사용하는 기능들이 있습니다.”

이런 기능도 모두 감추는 것이 좋습니다.

우리가 자동차를 운정하기 위해 자동차가 제공하는 복잡한 엔진 조절 기능, 배기 기능까지 우리는 알 필요가 없습니다.

우리는 단지 렉셀과 핸들 정도의 기능만 알면 됩니다.
- 만약 사용자에게 이런 기능까지 모두 알려준다면, 사용자가 자동차에 대해 너무 많은 것을 알아야 합니다.

“사용자 입장에서 꼭 필요한 기능만 외부에 노출합시다. 나머지 기능은 모두 내부로 숨깁시다.”

“정리하면 데이터는 모두 숨기고, 기능은 꼭 필요한 기능만 노출하는 것이 좋은 캡슐화입니다.”

이번에는 잘 캡슐화된 예제를 하나 만들어봅시다.

BankAccount

package access;

public class BankAccount {

  private int balance;

  public BankAccount() {
    balance = 0;
  }

  // public 메서드: deposit
  public void deposit(int amount) {
    if (isAmountValid(amount)) {
      balance += amount;
      System.out.println(amount + "원이 입금되었습니다.");
    } else {
      System.out.println("유효하지 않은 금액입니다.");
    }
  }

  // public 메서드: withdraw
  public void withdraw(int amount) {
    if (isAmountValid(amount) && (balance - amount >= 0)) {
      balance -= amount;
      System.out.println(amount + "원이 출금되었습니다.");
    } else {
      System.out.println("유효하지 않은 금액이거나 잔액이 부족합니다.");
    }
  }

  // public 메서드: getBalance
  public int getBalance() {
    return balance;
  }

  private boolean isAmountValid(int amount) {
    // 금액이 0보다 커야함.
    return amount > 0;
  }
}

BankAccountMain

package access;

public class BankAccountMain {

  public static void main(String[] args) {
    BankAccount account = new BankAccount();
    account.deposit(10000);
    account.withdraw(3000);
    System.out.println("balance = " + account.getBalance());
  }
}

위 코드는 은행 계좌 기능을 다룹니다.

위 코드는 다음과 같은 기능을 가지고 있습니다.

private

balance : 데이터 필드는 외부에 직접 노출하지 않습니다. BankAccount가 제공하는 메서드를 통해서만 접근할 수 있슷빈다.
isAmountValid() : 입력 금액을 검증하는 기능은 내부에서만 필요한 기능입니다. 따라서 private을 사용했습니다.

pulbic

deposit() : 입금
withdraw() : 출금
getBalance() : 잔고

BankAccount를 사용하는 입장에서는 단 3가지 메서드만 알면 됩니다.

나머지 복잡한 내용은 모두 BankAccount 내부에 숨어있습니다.

“만약 isAmountValid()를 외부에 노출할 경우 어떻게될까요?”

BankAccount를 사용하는 개발자 입장에서는 사용할 수 있는 메서드가 하나 더 늘었습니다.
- 여러분이 BankAccount를 사용하는 개발자라면 어떤 생각을 할까요?
  - 아마도 입금과 출금 전에 본인이 먼저 isAmountValid()를 사용해서 검증을 해야 하나? 라고 의문을 가질 것입니다.

“만약 balance 필드를 외부에 노출하면 어떻게 될까요?”

BankAccount를 사용하는 개발자 입장에서는 이 필드를 직접 사용해도 된다고 생각할 수 있습니다.
- “왜냐하면 외부에 공개하는 것은 그것을 외부에서 사용해도 된다는 뜻이기 때문입니다.”
  - “결국 모든 검증과 캡슐화가 깨지고 잔고를 무한정 늘리고 출금하는 심각한 문제가 발생할 수 있습니다.”

“접근 제어자와 캡슐화를 통해 데이터를 안전하게 보호하는 것은 물론이고, BankAccount를 사용하는 개발자 입장에서 해당 기능을 사용하는 복잡도도 낮출 수 있습니다.”

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1. 데이터를 숨겨라.

2. 기능을 숨겨라.