[Book] Refactoring: 12 상속 다루기

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리팩터링

출처: 리팩터링 2판, 마틴 파울러

12 상속 다루기

객체 지향 프로그래밍에서 가장 유명한 특성인 상속inheritance을 다룬다. 다른 강력한 메커니즘처럼 이 역시 아주 유용한 동시에 오용하기 쉽다. 더욱이 상속은 발등에 불이 떨어져서야 비로소 잘못 사용했음을 알아차리는 경우가 많다.

12.1 메서드 올리기

Pull Up Method

반대 리팩터링: 메서드 내리기

// before
class Employee {...}

class Salesperson extends Employee {
  get name() {...}
}

class Engineer extends Employee {
  get name() {...}
}

// after
class Employee {
  get name() {...}
}

class Salesperson extends Employee {}

class Engineer extends Employee {}

배경

중복 코드 제거는 중요하다. 한쪽의 변경이 다른 쪽에는 반영되지 않을 수 있다는 위험을 항상 수반한다.

절차

똑같이 동작하는 매서드인지 면밀히 살펴본다.
메서드 안에서 호출하는 다른 메서드와 참조하는 필드들을 슈퍼클래스에서도 호출하고 참조할 수 있는지 확인한다.
메서드 시그니처가 다르다면 함수 선언 바꾸기로 슈퍼클래스에서 사용하고 싶은 형태로 통일한다.
슈퍼클래스에 새로운 메서드를 생성하고, 대상 메서드의 코드를 복사해넣는다.
정적 검사를 수행한다.
서브클래스 중 하나의 메서드를 제거한다.
테스트한다.
모든 서브클래스의 메서드가 없어질 떄까지 다른 서브클래스의 메서드를 하나씩 제거한다.

12.2 필드 올리기

Pull Up Field

반대 리팩터링: 필드 내리기

// before
class Employee {...} // 자바 코드

class Salesperson extends Employee {
  private String name;
}

class Engineer extends Employee {
  private String name;
}

// after
class Employee {
  protected String name;
}

class Salesperson extends Employee {}

class Engineer extends Employee {}

배경

서브클래스들이 독립적으로 개발되었거나 뒤늦게 하나의 계층구조로 리팩터링된 경우라면 일부 기능이 중복되어 있을 때가 있다. 이런 필드들은 항상 이름이 비슷하지 않아 어떻게 이용되는지 분석해봐야 한다. 분석 결과 필드들이 비슷한 방식으로 쓰인다면 슈퍼클래스로 끌어올리자.

절차

후보 필드들을 사용하는 곳 모두가 그 필드들을 똑같은 방식으로 사용하는지 면밀히 살핀다.
필드들의 이름이 각기 다르다면 똑같은 이름으로 바꾼다(필드 이름 바꾸기).
슈퍼클래스에 새로운 필드를 생성한다.
서브클래스의 필드들을 제거한다.
테스트한다.

12.3 생성자 본문 올리기

Pull Up Constructor Body

// before
class Party {...}

class Employee extends Party {
  constructor(name, id, monthlyCost) {
    super();
    this._id = id;
    this._name = name;
    this._monthlyCost = monthlyCost;
  }
}

// after
class Party {
  constructor(name) {
    this._name = name;
  }
}

class Employee extends Party {
  constructor(name, id, monthlyCost) {
    super(name);
    this._id = id;
    this._monthlyCost = monthlyCost;
  }
}

배경

생성자는 다루기 까다롭다. 일반 메서드와는 많이 달라서, 생성자에서 하는 일에 제약을 두는 편이 좋다. 서브클래스들에서 기능이 같은 메서드들을 발견하면 함수 추출하기와 메서드 올리기를 차례로 적용하여 말끔히 슈퍼클래스로 옮길 수 있다. 그런데 그 메서드가 생성자라면 스텝이 꼬인다. 생성자는 할 수 있는 일과 호출 순서에 제약이 있기 때문에 조금 다른 식으로 접근해야 한다.

절차

슈퍼클래스에 생성자가 없다면 하나 정의한다. 서브클래스의 생성자들에서 이 생성자가 호출되는지 확인한다.
문장 슬라이드하기로 공통 문장 모두를 super() 호출 직후로 옮긴다.
공통 코드를 슈퍼클래스에 추가하고 서브클래스들에서는 제거한다. 생성자 매개변수 중 공통 코드에서 참조하는 값들을 모두 super()로 건넨다.
테스트한다.
생성자 시작부분으로 옮길 수 없는 공통 코드에는 함수 추출하기와 메서드 올리기를 차례로 적용한다.

12.4 메서드 내리기

Push Down Method

반대 리팩터링: 메서드 올리기

// before
class Employee {
  get quota {...}
}

class Engineer extends Employee {...}
class Salesperson extends Employee {...}

// after
class Employee {...}

class Engineer extends Emplyee {...}
class Salesperson extends Employee {
  get quota {...}
}

배경

특정 서브클래스 하나와만 관련된 메서드는 슈퍼클래스에서 제거하고 해당 서브클래스에 추가하는 편이 깔끔하다.

절차

대상 메서드를 모든 서브클래스에 복사한다.
슈퍼클래스에서 그 메서드를 제거한다.
테스트한다.
이 메서드를 사용하지 않는 모든 서브클래스에서 제거한다.
테스트한다.

12.5 필드 내리기

Push Down Field

반대 리팩터링: 필드 올리기

// before
class Employee { // 자바 코드
  private String quita
}

class Engineer extends Employee {...}
class Salesperson extends Employee {...}

// after
class Employee {...}

class Engineer extends Employee {...}
class Salesperson extends Employee {
  protected String quita;
}

배경

서브클래스 하나에서만 사용하는 필드는 해당 서브클래스로 옮긴다.

절차

대상 필드를 모든 서브클래스에 정의한다.
슈퍼클래스에서 그 필드를 제거한다.
테스트한다.
이 필드를 사용하지 않는 모든 서브클래스에서 제거한다.
테스트한다.

12.6 타입 코드를 서브클래스로 바꾸기

Replace Type Code with Subclasses

반대 리팩터링: 서브클래스 제거하기
하위 리팩터링
- 타입 코드를 상태/전략 패턴으로 바꾸기
- 서브클래스 추출하기

// before
function createEmployee(name, type) {
  return new Employee(name, type);
}

// after
function createEmplyee(name, type) {
  switch (type) {
    case "engineer":
      return new Engineer(name);
    case "salesperson":
      return new Salesperson(name);
    case "manager":
      return new Manager(name);
  }
}

배경

소프트웨어 시스템에서는 비슷한 대상들을 특정 특성에 다라 구분해야 할 때가 자주 있다. 예컨대 직원을 담당 업무로 구분하거나(엔지니어, 관리자, 영업자 등) 주문을 시급성으로 구분하기도 한다(급함, 보통 등). 이런 일을 다루는 수단으로는 타입 코드type code 필드가 있다. 타입 코드는 프로그래밍 언어에 따라 열거형이나 심볼, 문자열, 숫자 등으로 표현하며, 외부 서비스가 제공하는 데이터를 다루려 할 때 딸려오는 일이 흔하다.

절차

타입 코드 필드를 자가 캡슐화한다.
타입 코드 값 하나를 선택하여 그 값에 해당하는 서브클래스를 만든다. 타입 코드 게터 메서드를 오버라이드하여 해당 타입 코드의 리터럴 값을 반환하게 한다.
매개변수로 받은 타입 코드와 방금 만든 서브클래스를 매핑하는 선택 로직을 만든다.
테스트한다.
타입 코드 값 각각에 대해 서브클래스 생성과 선택 로직 추가를 반복한다. 클래스 하나가 완성될 때마다 테스트한다.
타입 코드 필드를 제거한다.
테스트한다.
타입 코드 접근자를 이용하는 메서드 모두에 메서드 내리기와 조건부 로직을 다형성으로 바꾸기를 적용한다.

12.7 서브클래스 제거하기

Remove Subclass

반대 리팩터링: 타입 코드를 서브클래스로 바꾸기
1판에서의 이름: 하위클래스를 필드로 전환

// before
class Person {
  get genderCode() {
    return "X";
  }
}

class Male extends Person {
  get genderCode() {
    return "M";
  }
}

class Female extends Person {
  get genderCode() {
    return "F";
  }
}

// after
class Person {
  get genderCode() {
    return this._genderCode;
  }
}

배경

서브클래싱은 원래 데이터 구조와는 다른 변종을 만들거나 종류에 따라 동작이 달라지게 할 수 있는 유용한 메커니즘이다. 다름을 프로그래밍하는 멋진 수단인 것이다. 하지만 소프트웨어 시스템이 성장함에 따라 서브클래스로 만든 변종이 다른 모듈로 이동하거나 완전히 사라지기도 하면서 가치가 바래기도 한다. 서브클래스는 결국 한 번도 활용되지 않기도 하며, 때론 서브클래스를 필요로 하지 않는 방식으로 만들어진 기능에서만 쓰이기도 한다.

절차

서브클래스의 생성자를 팩터리 함수로 바꾼다.
서브클래스의 타입을 검사하는 코드가 있다면 그 검사 코드에 함수 추출하기와 함수 옮기기를 차례로 적용하여 슈퍼클래스로 옮긴다. 하나 변경할 때마다 테스트한다.
서브클래스의 타입을 나타내는 필드를 슈퍼클래스에 만든다.
서브클래스를 참조하는 메서드가 방금 만든 타입 필드를 이용하도록 수정한다.
서브클래스를 지운다.
테스트한다.

12.8 슈퍼클래스 추출하기

Extract Superclass

// before
class Department {
  get totalAnnualCost() {...}
  get name() {...}
  get headCount() {...}
}

class Employee {
  get annualCost() {...}
  get name() {...}
  get id() {...}
}

// after
class Party {
  get name() {...}
  get annualCost() {...}
}

class Department extends Party {
  get annualCost() {...}
  get headCount() {...}
}

class Employee extends Party {
  get annualCost() {...}
  get id() {...}
}

배경

비슷한 일을 수행하는 두 클래스가 보이면 상속 메커니즘을 이용해서 비슷한 부분을 공통의 슈퍼클래스로 옮겨 담을 수 있다. 공통된 부분이 데이터라면 필드 올리기를 활용하고, 동작이라면 메서드 올리기를 활용하면 된다.

절차

빈 슈퍼클래스를 만든다. 원래의 클래스들이 새 클래스를 상속하도록 한다.
테스트한다.
생성자 본문 올리기, 메서드 올리기, 필드 올리기를 차례로 적용하여 공통 원소를 슈퍼클래스로 옮긴다.
서브클래스에 남은 메서드들을 검토한다. 공통되는 부분이 있다면 함수로 추출한 다음 메서드 올리기를 적용한다.
원래 클래스들을 사용하는 코드를 검토하여 슈퍼클래스의 인터페이스를 사용하게 할지 고민해본다.

12.9 계층 합치기

Collapse Hierarchy

// before
class Employee {...}
class Salesperson extends Employee {...}

// after
class Employee {...}

배경

클래스 계층구조를 리팩터리하다 보면 기능들을 위호 올리거나 아래로 내리는 일은 다반사로 벌어진다. 예컨대 계층구조도 진화하면서 어떤 클래스와 그 부모가 너무 비슷해져서 더는 독립적을 존재해야 할 이유가 사라지는 경우가 생기기도 한다. 바로 그 둘을 하나로 합쳐야 할 시점이다.

절차

두 클래스 중 제거할 것을 고른다.
필드 올리기와 메서드 올리기 혹은 필드 내리기와 메서드 내리기를 적용하여 모든 요소를 하나의 클래스로 옮긴다.
제거할 클래스를 참조하던 모든 코드가 남겨질 클래스를 참조하도록 고친다.
빈 클래스를 제거한다.
테스트한다.

12.10 서브클래스를 위임으로 바꾸기

Replace Subclass with Delegate

// before
class Order {
  get daysToShip() {
    return this._warehouse.daysToShip;
  }
}

class PriorityOrder extends Order {
  get daysToShip() {
    return this._priorityPlan.daysToShip;
  }
}

// after
class Order {
  get daysToShip() {
    return this._priorityDelegate
      ? this._priorityDelegate.daysToShip
      : this._warehouse.daysToShip;
  }
}

class PriorityOrderDelegate {
  get daysToShip() {
    return this._priorityPlan.daysToShip;
  }
}

배경

속한 갈래에 따라 동작이 달라지는 객체들은 상속으로 표현하는 게 자연스럽다. 공통 데이터와 동작은 모두 슈퍼클래스에 두고 서브클래스는 자신에 맞게 기능을 추가하거나 오버라이드하면 된다. 객체 지향 언어로는 이런 형태로 구현하기가 쉽기 때문에 흔히 활용되는 메커니즘이다.

하지만 상속에는 단점이 있다. 가장 명확한 단점은 한 번만 쓸 수 있는 카드라는 것이다.

또 다른 문제로, 상속은 클래스들의 관계를 아주 긴밀하게 결합한다.

위임delegate은 이상의 두 문제를 모두 해결해준다.

절차

생성자를 호출하는 곳이 많다면 생성자를 팩터리 함수로 바꾼다.
위임으로 활용할 빈 클래스를 만든다. 이 클래스의 생성자는 서브클래스에 특화된 데이터를 전부 받아야 하며, 보통은 슈퍼클래스를 가리키는 역참조back-reference도 필요하다.
위임을 저장할 필드를 슈퍼클래스에 추가한다.
서브클래스 생성 코드를 수정하여 위임 인스턴스를 생성하고 위임 필드에 대입해 초기화한다.
서브클래스의 메서드 중 위임 클래스로 이동할 것을 고른다.
함수 옮기기를 적용해 위임 클래스로 옮긴다. 원래 메서드에서 위임하는 코드는 지우지 않는다.
서브클래스 외부에도 원래 메서드를 호출하는 코드가 있다면 서브클래스의 위임 코드를 슈퍼클래스로 옮긴다. 이때 위임이 존재하는지를 검사하는 보호 코드로 감싸야 한다. 호출하는 외부 코드가 없다면 원래 메서드는 죽은 코드가 되므로 제거한다.
테스트한다.
서브클래스의 모든 메서드가 옮겨질 때까지 5~8 과정을 반복한다.
서브클래스들의 생성자를 호출하는 코드를 찾아서 슈퍼클래스의 생성자를 사용하도록 수정한다.
테스트한다.
서브클래스를 삭제한다.

12.11 슈퍼클래스를 위임으로 바꾸기

Replace Superclass with Delegate

1판에서의 이름: 상속을 위임으로 전환

// before
class List {...}
class Stack extends List {...}

// after
class Stack {
  constructor() {
    this._storage = new List();
  }
}
class List {...}

배경

객체 지향 프로그래밍에서 상속은 기존 기능을 재활용하는 강력하고 손쉬운 수단이다. 기존 클래스를 상속하여 입맛에 맞게 오버라이드하거나 새 기능을 추가하면 된다. 하지만 상속이 혼란과 복잡도를 키우는 방식으로 이뤄지기도 한다.

절차

슈퍼클래스 객체를 참조하는 필드를 서브클래스에 만든다(이번 리팩터링을 끝마치면 슈퍼클래스가 위임 객체가 될 것이므로 이 필드를 ‘위임 참조’라 부르자). 위임 차조를 새로운 슈퍼클래스 인스턴스로 초기화한다.
슈퍼클래스의 동작 각각에 대응하는 전달 함수를 서브클래스에 만든다(물론 위임 참조로 전달한다). 서로 관련된 함수끼리 그룹으로 묶어 진행하며, 그룹을 하나씩 만들 때마다 테스트한다.
슈퍼클래스의 동작 모두가 전달 함수로 오버라이드되었다면 상속 관계를 끊는다.

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