[OOP] 캡슐화 Encapsulation

 

OOP의 큰 특징은 크게 4가지이다.

 

 

그중 캡슐화에 대해 자세히 알아보자.

 

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캡슐화 (Encapsulation)

 

  캡슐화는 자바 OOP의 핵심 개념 중 하나이다. 프로그래밍 패러다임중 하나이며  캡슐화는 데이터를 보호하는 원칙이다.

  데이터를 외부로부터 숨기고 데이터를 조작하는 기능(메서드)은 무결성을 유지한다.

  캡슐화를 통해 데이터를 직접 접근하고 변경을 방지하거나 제한할 수 있다.

  캡슐화는 속성과 기능을 하나로 묶고, 외부에서 꼭 필요한 데이터만 노출시키고 나머지는 내부에 감추는 목적이다.

 

 

캡슐화의 특징

1. 데이터 은닉

  클래스 필드(멤버변수)의 접근제어자를 private로 설정하여 외부로부터 접근 못하게 한다.

 

2. 정보 은폐

  클래스 내부의 세부 구현을 알필요가 없어진다. 제공된 메서드만 사용하며, 내부 클래스 구조를 크게 신경 쓸 필요가 없어진다.

 

3. 유지보수

  클래스 내부가 변경되어도 외부에 영향을 최소화할 수 있다.

 

 

 

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캡슐화가 왜 필요할까?

 

  예를들어보자, 어떤 선배 개발자가 옛날에 만든 뮤직앱이 있었다.  이 뮤직앱에는 볼륨이 100을 초과하면 시스템 상 오류로 인해 100을 넘기면 안 된다.

 

  선배 개발자는 볼륨을 담당하는 데이터 volume 멤버변수를 defalut 접근자로 지정한 후 프로그래밍을 했다.

public class MusicApp {
    public static void main(String[] args) {
        MusicAppData mad = new MusicAppData(80);

        mad.up();
        mad.getVolumeValue();

        mad.up();
        mad.getVolumeValue();

        //여기서부터 조절 불가
        mad.up();

    }
}

class MusicAppData {
    int volume = 0;

    //볼륨 초기값 설정
    MusicAppData(int volume) {
        this.volume = volume;
    }

    void up() {
        if (91 <= volume) {
            System.out.println("볼륨 최대 조절 불가!");
            return;
        }
        volume += 10;
    }

    void down() {
        if (volume <= 9) {
            System.out.println("볼륨이 최저입니다. 더 줄일 수 없어요.");
            return;
        }
        volume -= 10;
    }

    void getVolumeValue() {
        System.out.println("현재 볼륨: " + volume);
    }
}

 

 

  뮤직앱은 정상적으로 동작했다. 사용자들은 볼륨을 100을 초과하지 못하게 막았다. 그렇게 뮤직앱은 승승장구하며 발전했다. 

  시간이 지나 뮤직앱은 대규모 업데이트를 할 계획이었다. 업데이트를 맡게 된 신입 개발자는 볼륨 조절 기능을 담당했다.

  신입 개발자는 볼륨을 100을 초과하면 안 되는 이유를 모른다. 하지만 볼륨이 150까지 설정하고 싶었던 신입 개발자는 인스턴스로 필드에 직접 접근한다. mad.volume = 150 이런 식으로 접근 제어자가 없던 volume은 150으로 수정되어 프로그램이 다운되는 형상을 겪게 된다.

 

 

public class MusicApp {
    public static void main(String[] args) {
        MusicAppData mad = new MusicAppData(90);
        mad.up();
        mad.getVolumeValue();

        mad.up();
        mad.getVolumeValue();

        mad.volume = 150;
        mad.getVolumeValue();

    }
}

 

 

 

 

 

 

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위 예제처럼 접근 제어자가 기본값이면 다른 클래스에서 직접 수정이 가능하므로 사용자가 접근할 수 있게 된다.  데이터에 직접 접근하므로 데이터 은닉과 은폐가 안된다.

 

접근 제어자 "private"로 데이터를 감춘다. 즉, 외부에 꼭 제공해야 하는 데이터를 제외한 나머지 데이터는 private로 감춘다.

 

 

private를 사용한 뮤직앱

class MusicAppData {
    private int volume = 0;

    //볼륨 초기값 설정
    MusicAppData(int volume) {
        this.volume = volume;
    }

    void up() {
        if (91 <= volume) {
            System.out.println("볼륨 최대 조절 불가!");
            return;
        }
        volume += 10;
    }

    void down() {
        if (volume <= 9) {
            System.out.println("볼륨이 최저입니다. 더 줄일 수 없어요.");
            return;
        }
        volume -= 10;
    }

    void up(int loopValue){
        if(loopValue<=0){
            return;
        }else{
            for(int i=0; i<loopValue; i++){
                up();
            }
        }
    }

    void getVolumeValue() {
        System.out.println("현재 볼륨: " + volume);
    }
}

 

 

 

정리하면 가급적 데이터는 전부 감춘다. 기능은 꼭 필요한 기능만 노출시킨다.

 

 

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private로 캡슐화를 하면 유지보수와 코드를 이해하는데 큰 어려움이 없어진다.

 

 

 

 

결론

  캡슐화를 통해 데이터의 보안이 증가하고 MusicAppData클래스를 사용하는 개발자 입장에서는 기능만 잘 알면 문제없이 사용할 수 있어서 복잡도가 줄어든다.