[CHAPTER 2] - 동작 파라미터화 코드 전달하기

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[CHAPTER 2] - 동작 파라미터화 코드 전달하기

목차

• 동작 파라미터화
• 변화하는 요구사항에 대응하는 예시
• 자바의 함수 타입 표현의 문제
  • 1. 메서드를 하나 가진 객체를 이용한다.
  • 2. 추상 메서드를 하나만 담은 인터페이스 or 추상 클래스
  • 3. 익명 클래스보다는 람다를 사용
  • 4. 람다보다는 메서드 참조를 사용
• Reference

동작 파라미터화 (behavior parameterization)

동작 파라미터화 : 아직은 어떻게 실행할 것인지 결정하지 않은 코드 블록

• 해당 코드 블록은 나중에 프로그램에서 호출 (코드 블록의 실행은 나중으로 미뤄짐)
• 자주 바뀌는 요구사항에 효과적으로 대응 가능

EX

• 나중에 실행될 메서드의 인수로 코드블록을 전달 가능
• 코드 블록에 따라 메서드의 동작이 파라미터화 됨

변화하는 요구사항에 대응하는 예시

• 책에 있는 예시도 매우 좋지만 예전에 해당 개념을 이해하는데 도움이 되었던 예시를 들도록 하겠음

동작 파라미터화와 전략 패턴 (Strategy Pattern)

개념	효과
동작 파라미터화	변화하는 요구사항에 좀 더 유연하게 대응 (파라미터를 추가하지 않고)
전략 패턴	알고리즘군(전략)을 정의하고 캡슐화해서 각각의 알고리즘군을 수정해서 쓸 수 있게 해줌 -> 변화에 유연

• 전략 패턴을 위해 변화하는 요구 사항 (행위)를 캡슐화 하여 유연하게 대응하는 코드를 예시로 들고자 함
• 예시를 들어보면 멜론을 타입에 따라 필터, 무게에 따라 필터하는 기능을 구현하려 한다.
  • 계속해서 필터링 하는 타입, 무게의 기준이 바뀜 (요구사항) -> 전략 패턴을 이용하여 유연하게 대응

변화하는 행위 -> 즉 메서드(함수)를 파라미터화 해야하는데 자바는 이 부분에 문제가 있음

• 위 예시 코드로 이러한 문제를 어떻게 해결해 나가는지 알아볼 것

자바의 함수 타입 표현의 문제점?

• 자바 관련 스터디에서 자바스크립트에 대해 좀 알아보려 한다 (해당 주제의 이해를 위해)

자바스크립트의 일급 함수?

일급 시민 (first class citizen)

• 변수에 담을 수 있다.
• 인자로 전달할 수 있다.
• 반환값으로 전달할 수 있다.

일급 객체

: 객체를 일급 시민으로 취급한다는 것

일급 함수 (first class function)

: 함수를 일급 시민으로 취급한다는 것

자바스크립트의 함수를 인수로 전달하는 예시 (일급 함수)

var numbers = [3, 1, 5, 7];

numbers.sort(function(firstNum, secondNum) {
  return firstNum - secondNum;
});

console.log(numbers);

• 결과를 보면 정렬이 잘 된 것을 알 수 있음
• 정렬을 하는 함수를 인수로 전달하는 것을 확인할 수 있음 -> 일급 함수

자바에서의 일급 함수?

• 자바에서는 일급 함수는 존재하지 않음 즉 함수는 일급 취급을 받지 못함
• 파라미터로 넘기거나 변수에 담을 수도 없고 반환 타입으로도 사용할 수 없다는 것

자바에서 함수를 일급 함수처럼 사용하기 위한 방법

• 자바는 함수를 인수로 전달할 수는 없지만 객체는 전달할 수 있다.
• 즉 자바의 객체는 일급 객체의 특징을 가지는데 객체를 이용하여 위의 문제점을 해결한다.

1. 메서드를 하나 가진 객체를 이용한다.

public interface MelonPredicate {
    boolean test(Melon melon);
}

public class HugeMelonPredicate implements MelonPredicate {

    @Override
    public boolean test(Melon melon) {
        return melon.getWeight() > 5000;
    }
}

public class Melon {

    private final String type;
    private final int weight;
    private final String origin;

    public Melon(String type, int weight, String origin) {
        this.type = type;
        this.weight = weight;
        this.origin = origin;
    }

    public String getType() {
        return type;
    }

    public int getWeight() {
        return weight;
    }

    public String getOrigin() {
        return origin;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "java.Melon{" +
            "type='" + type + '\'' +
            ", weight=" + weight +
            ", origin='" + origin + '\'' +
            '}';
    }
}

public class TastelessMelonPredicate implements MelonPredicate {

    @Override
    public boolean test(Melon melon) {
        return "맛없는 멜론".equalsIgnoreCase(melon.getType());
    }
}

public class Filters {

    public static List<Melon> filterMelons(
        List<Melon> melons, MelonPredicate predicate) {

        List<Melon> result = new ArrayList<>();
        for (Melon melon : melons) {
            if (melon != null && predicate.test(melon)) {
                result.add(melon);
            }
        }
        return result;
    }
}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        List<Melon> melons = List.of(new Melon("맛좋은 멜론", 5001, "한국"), new Melon("맛없는 멜론", 50, "미국"));

        List<Melon> tastelessMelons = Filters.filterMelons(melons, new TastelessMelonPredicate());

        List<Melon> hugeMelons = Filters.filterMelons(melons, new HugeMelonPredicate());

        System.out.println("맛없는 Melon들은 : ");
        for (Melon melon : tastelessMelons) {
            System.out.println(melon.toString());
        }

        System.out.println();

        System.out.println("huge Melon들은 : ");
        for (Melon melon : hugeMelons) {
            System.out.println(melon.toString());
        }
    }
}

• 위 코드는 Filters 클래스의 filterMelons 메서드가 조건에 따라 필터링을 해주는 기능을 한다
• 필터링을 해주는 조건 메서드를 flterMelons 메서드 인수로 넘기고 싶지만 자바는 불가능 함 (일급 함수가 아니야...)
• 따라서 필터링을 해주는 조건 메서드를 가진 객체를 넘기고자 한다
• 따라서 MelonPredicate 라는 인터페이스를 만들고 test라는 추상 메서드를 둔다
• 해당 필터링 조건을 구현할 구현체 클래스를 만든다 (HugeMelonPredicate, TastelessMelonPredicate)
• 해당 구현체 객체를 인수로 넘긴다면 코드가 깔끔해진다!!

위 방식의 문제점

• 필터링 조건마다 구헌체 클래스를 만들어야 함
• 클래스가 너무 많아짐!! --> 코드와 시간이 많이 듬

해결책

• 자바에서 제공하는 추상 클래스를 이용

2. 추상 메서드를 하나만 담은 인터페이스 or 추상 클래스

• 이전에 자바에서 함수 타입을 표현할 때 추상 메서드를 하나만 담은 인터페이스(드물게는 추상 클래스)를 사용했음
• 이런 인터페이스의 인스턴스를 함수 객체 (function object) 라고 하여 특정 함수나 동작을 나타내는 데 사용했음
• 1997년 JDK 1.1이 등장하면서 함수 객체를 만드는 주요 수단은 익명 클래스가 되었음

 Collections.sort(words, new Comparator<String>() {
            public int compare(String s1, String s2) {
                return Integer.compare(s1.length(), s2.length());
            }
        }); 

• 위 코드는 문자열을 길이순으로 정렬하기위한 비교 함수로 익명 클래스를 사용한 예이다

이전 멜론 예시를 추상클래스로 리팩토링 해보자

• 먼저 MelonPredicate의 구현체 클래스를 모두 삭제한다

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        List<Melon> melons = List.of(new Melon("맛좋은 멜론", 5001, "한국"), new Melon("맛없는 멜론", 50, "미국"));

        List<Melon> tastelessMelons = Filters.filterMelons(melons, new MelonPredicate() {
            @Override
            public boolean test(Melon melon) {
                return "맛없는 멜론".equalsIgnoreCase(melon.getType());
            }
        });

        List<Melon> hugeMelons = Filters.filterMelons(melons, new MelonPredicate() {
            @Override
            public boolean test(Melon melon) {
                return melon.getWeight() > 5000;
            }
        });

        System.out.println("맛없는 Melon들은 : ");
        for (Melon melon : tastelessMelons) {
            System.out.println(melon.toString());
        }

        System.out.println();

        System.out.println("huge Melon들은 : ");
        for (Melon melon : hugeMelons) {
            System.out.println(melon.toString());
        }
    }
}

• 각각의 필터 조건에 따라 익명클래스를 활용하여 MelonPredicate를 구현한다
• 같은 결과를 확인할 수 있다.
• 여러 클래스를 작성하지 않아도 됨!!

익명 클래스의 문제점

• 여전히 대량의 코드를 작성해야 함..
• 익명 클래스는 상당히 복잡, 초보자에게는 불완전하고 이상해보임
• 위와 같은 문제점으로 인해 자바가 함수형 프로그래밍에 적합하지 않게됨

해결책

• 람다를 사용

3. 익명 클래스보다는 람다를 사용

• 먼저 위의 코드들을 보면 익명 클래스로 변환을 하면서도 MelonPredicate 인터페이스와 같이 추상 메서드 하나짜리 인터페이스는 유지됨
• 이러한 추상 메서드 하나를 가진 인터페이스는 특별한 의미를 인정 받아 특별한 대우를 받음

함수형 인터페이스 (Functional Interface)

• 추상 메서드 하나를 가진 인터페이스
• 이 인터페이스들의 인스턴스를 람다식 (lambda expression) 혹은 람다라고 부르는 것을 사용해 만들 수 있게 됨
• 람다는 함수나 익명 클래스와 개념은 비슷하지만 코드가 훨씬 간결해짐

Collections.sort(words, (s1, s2) -> Integer.compare(s1.length(), s2.length()));

• 위 코드는 이전에 익명 클래스를 이용하여 문자열 길이로 정렬한 예시를 람다를 이용한 것이다.
• 여기서 람다, 매개변수(s1, s2), 반환값의 타입은 각각 (Comparator), String, int 지만 코드에 언급이 없음
• 컴파일러가 문맥을 살펴서 타입을 추론하기 때문에 가능한 일
• 상황에 따라 컴파일러가 타입을 결정하지 못할 수도 있으므로 그러한 경우 직접 명시해줘야 함
• 컴파일러의 타입 추론 규칙은 따로 공부하길 바람

익명 클래스를 활용하여 리팩토링한 Melon 필터 코드를 람다를 이용하여 리팩토링 해보자

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        List<Melon> melons = List.of(new Melon("맛좋은 멜론", 5001, "한국"), new Melon("맛없는 멜론", 50, "미국"));

        List<Melon> tastelessMelons = Filters.filterMelons(melons, melon -> "맛없는 멜론".equalsIgnoreCase(melon.getType()));

        List<Melon> hugeMelons = Filters.filterMelons(melons, melon -> melon.getWeight() > 5000);

        System.out.println("맛없는 Melon들은 : ");
        for (Melon melon : tastelessMelons) {
            System.out.println(melon.toString());
        }

        System.out.println();

        System.out.println("huge Melon들은 : ");
        for (Melon melon : hugeMelons) {
            System.out.println(melon.toString());
        }
    }
}

• 결과는 동일하면서 훨씬 코드가 간단해 졌음을 확인할 수 있다.

- intellJ IDE 에서도 익명 클래스를 람다로 변환하기를 추천하고 있다.

4. 람다보다는 메서드 참조를 사용

• 위 예시코드는 이전 코드와는 전혀 별개의 코드로 람다를 사용하는 것 보다 메서드 참조를 추천하는 예시이다. (이전 예시코드로는 메서드 참조 예를 들기 힘듬...)
• intelliJ IDE를 보면 람다 코드를 메서드 참조로 수정하는 것을 추천한다.
• 어떠한 경우 메서드 참조를 사용할 수 있고, 어떤 장점이 있는지는 다음 챕터에서 알 수 있을 것으로 보임

Reference

이펙티브 자바, 프로그래밍 인사이트, [조슈아 블로크]

코딩 개념 잡는 자바 코딩 문제집, 길벗, [앵겔 레너드]