03 / 타입과 추상화
지하철 노선의 추상화
영국의 옛날 지하철은 실제와 유사한 물리적인 지형 위에 구불구불한 운행 노선과 불규칙적인 역 간의 거리를 사실적으로 묘사했다.
-> 이해하기 어려움, 연결성이라는 중요한 정보 파악 힘듦
승객의 목적은 어떤 역을 거쳐야만 가장 쉽고 빠르게 목적지에 도착할 수 있는지 직관적이고 단순하게 보여주는 것이 중요,
역과 역 사이의 연결성, 불필요한 지형 정보 제거함으로써 단순함. 승객들의 목적에 맞게 현실 단순화
=> 꼭 알아야 하는 사실만 정확하게 표현하고 몰라도 되는 정보는 무시했다. 지하철 노선의 추상화
추상화의 목적: 불필요한 부분을 무시함으로써 현실에 존재하는 복잡성을 극복하는 것. 단순화
추상화
어던 양상, 세부 사항, 구조를 좀 더 명확하게 이해하기 위해 특정 절차나 물체를 의도적으로 생략하거나 감춤으로써 복잡도를 극복하는 방법
복잡성을 다루기 위해 추상화는 두 차원에서 이뤄진다.
1. 구체적인 사물들 간의 공통점은 취하고 차이점은 버리는 일반화를 통해 단순하게 만듦
2. 중요한 부분을 강조하기 위해 불필요한 세부 사항을 제거함으로써 단순하게 만듦
모든 경우에 추상화의 목적은 복잡성을 이해하기 쉬운 수준으로 단순화 하는 것
이상한나라의 앨리스:
앨리스는 정원에서 트럼프카드같이 생긴 여왕, 정원사, 신하들, 공주,왕자 , 토끼를 만났다.
정원사, 병사, 신하, 왕자, 공주, 하객, 왕, 왕비는 경계를 가지고 서로 구별할 수 있는 구체적인 사람이나 사물을 객체라고 한다.
각각 식별가능한 객체다. 토끼를 제외한 객체들은 공통점만을 취해 '트럼프'라는 하나의 개념으로 단순화 했다.
-> 트럼프라는 일반적인 외형과 행동방식 유사성을 기반으로 추상화해서 바라보고 있다.
트럼프와 토끼, 두 개의 그룹으로 나눌 수 있으며 정원을 바라보는 복잡성을 감소시켰다.
개념
공통점을 기반으로 객체들을 묶기 위한 그릇
앨리스는 인물들의 차이점을 무시하고 공통점만을 취해 트럼프라는 개념으로 단순화 했다.
공통적인 특성을 기준으로 객체를 여러 그룹으로 묶어 동시에 다뤄야하는 가짓수를 줄임으로써 상황을 단순화한다.
일반적으로 우리가 인식하고 있는 다양한 사물이나 객체에 적용할 수 있는 아이디어나 관념
공통점을 기반으로 객체를 분류할 수 있는 일종의 체
길거리를 빠르게 누비는 교통수단 -> 자동차라는 개념
하늘을 나는 교통수단 -> 비행기라는 개념
몸이 납작하고 두 손과 두 발이 네모난 몸 모서리에 달려 있는 객체 -> 트럼프
개념 이용시 객체를 여러 그룹으로 분류(classification)할 수 있다.
객체란 특정한 개념을 적용할 수 있는 구체적인 사물, 개념이 객체에 적용됐을 때 개념의 인스턴스라고한다.
개념의 세 가지 관점
개념은 특정한 객체가 어떤 그룹에 속할 것인지 결정한다.
심볼(symbol) : 개념을 가리키는 간략한 이름이나 명칭
내연(intension) : 개념의 완전한 정의를 나타내며 내연의 의미를 이용해 객체가 개념에 속하는지 여부를 확인할 수 있다.
외연(extension) : 개념에 속하는 모든 객체의 집합(set)
심볼 : 트럼프
내연(개념의 의미) : 몸이 납작하고 두 손과 두 발은 네모 귀퉁이에 달려있는 등장인물, 토끼는 트럼프가 될 수 없다.
외연(개념에 속하는 객체들) : 정원사, 병사, 신하, 왕자, 공주 ..인스턴스가 모여 이뤄진 집합
분류
특정한 객체를 특정한 개념의 객체 집합에 포함시키거나 포함시키지 않는 작업
분류란 객체에 특정한 개념을 적용하는 작업, 객체에 특정한 개념을 적용하기로 결심했을 때 우리는 그 객체를 특정한 집합의 멤버로 뷴류하고 있다.
어떤 객체를 어떤 개념으로 분류할지??
객체를 적절한 개념에 따라 분류한 애플리케이션은 유지보수가 용이하고 변경에 유연하게 대처할 수 있다.
분류: 추상화를 위한 도구
개념을 통해 객체를 분류하는 과정 -> 추상화의 두 가지 차원을 모두 사용한다.
추상화의 첫번째 차원: 구체적인 사물 간의 공통점은 취하고 차이점은 버리는 일반화를 통해 단순화 하는 것(트럼프라는 개념으로 묶은 것)
추상화의 두번째 차원: 불필요한 세부 사항 제거 (트럼프가 납작하고 모서리에 팔다리가 있다는 것만 중요)
타입
타입은 개념의 정의와 동일하다.
공통점을 기반으로 묶기 위한 틀, 타입에 속하는 객체는 타입의 인스턴스라 한다.
타입은 개념과 동일하다. 따라서 타입이란 우리가 인식하고 있는 다양한 사물이나 객체에 적용할 수 있는 아이디어나 관념을 의미한다. 어떤 객체에 타입을 적용할 수 있을 때 그 객체를 타입의 인스턴스라고한다. 타입의 인스턴스는 타입을 구성하는 외연인 객체 집합의 일원이 된다.
데이터 타입
메모리 안의 데이터에 특정한 의미를 부여한다.
데이터의 용도와 행동에 따라 그것들을 분류했다.
데이터를 더하거나 빼거나 나누거나 곱한다. -> 숫자형
문자로 구성돼있고 연결할 수 있다. -> 문자열형
참/거짓을 이야기 할 수 있다. -> 논리형
타입 시스템
컴퓨터 안에 살아가는 데이터를 목적에 따라 분류함
메모리 안의 모든 데이터가 비트열로 보임. -> 혼란 방지
0 과 1에 대해 수행가능한 작업과 불가능한 작업 구분함으로써 데이터 잘못사용 방지 -> 제약사항
- 타입은 데이터가 어떻게 사용되느냐에 관한 것, 곱하고 나누고, 문자열을 만들고 .. 데이터가 어떤 타입에 속하는지를 결정한다.
데이터를 이용해 수행할 수 있는 작업: 연산자
어떤 연산자를 적용할 수 있느냐가 그 데이터의 타입을 결정한다. - 타입에 속한 데이터를 메모리에 어떻게 표현하는지는 외부로부터 철저하게 감춰진다.
데이터 타입의 표현 방식을 몰라도 데이터를 사용하는데 지장이 없다. -> 연산자만 알고 있으면 된다.
메모리 내부에 숫자가 어떤 방식으로 저장되는지를 모르더라도 숫자형 데이터를 사용할 수 있다.
데이터 타입은 메모리 안에 저장된 데이터의 종류를 분류하는데 사용하는 메모리 집합에 관한 메타데이터다. 데이터에 대한 분류는 암시적으로 어떤 종류의 연산이 해당 데이터에 대해 수행될 수 있는지를 결정한다.
객체와 타입
타입에 이름을 붙이는 것은 결국 프로그램에서 사용할 데이터 타입을 선언하는 것
객체는 행위에 따라 변할 수 있는 상태를 가진다.
객체의 상태를 모으면 결국 애플리케이션에서 관리해야 하는 전체 데이터를 표현할 수 있게 된다.
객체에서 중요한건 행동 ! 상태는 행동의 결과를 쉽게 표현하기 위한 추상적인 개념
어떤 객체가 어떤 타입에 속하는지를 결정하는 것은 객체가 수행하는 행동 -> 동등한 타입으로 분류됨
객체의 내부적인 표현은 외부로부터 철저하게 감춰진다. -> 객체의 행동 수행만 할 수 있다면 내부 상태를 어떤 방식으로 표현해도됨
행동
어떤 행동을 하느냐에 따라 객체 타입 결정, 객체의 내부 표현과 상관없다.
동일하게 행동하면 동일한 타입
=> 동일한 책임을 수행하는 객체는 동일한 타입에 속한다.
어떤 데이터가지고있든 상관없이 다른 행동이면 -> 다른 타입
동일한 책임 -> 동일한 메시지 수신
메시지 처리 방식은 다름: 다형성
=> 다형적인 객체들은 동일한 타입(또는 타입 계층)에 속한다.
외부에 행동만 제공, 데이터는 행동 뒤로 감춘다: 캡슐화
책임-주도 설계 : 책임먼저 결정 => 데이터 결정
타입 계층
트럼프 인간들은 정말 트럼프 카드가 아님 .
외양은 트럼프와 유사하지만 트럼프와 완벽하게 동일하지 않음.
=> 추가적으로 걸어다니는 행동을 더 할 수 있다.(좀더 특화된 행동)
모든 트럼프 인간은 동시에 트럼프 이기도 하다. 트럼프타입 객체에도 속함.
일반화/특수화 관계
타입과 타입 사이에는 일반화/특수화 관계가 존재
트럼프는 트럼프 인간보다 더 일반적인 개념(포괄적)
일반화와 특수화는 동시에 일어난다.
특수화는 일반적인 개념보다 범위가 더 좁다.
일반화/특수화 관계를 결정하는 것 : 행동
한 타입이 다른 타입보다 더 특수하게 행동, 한 타입은 더 일반적으로 행동
일반적인 타입: 특수한 타입행동중에 일부 행동만 가짐
특수한 타입: 일반적인 타입에서 자신만의 행동을 추가함
=>특수한 타입은 일반적인 타입이 할 수 있는 모든행동 동일하게 수행함
일반적인 타입: 더 큰 크기의 외연 집합 ( 특수도 포함하기에 갯수가 많음)
특수한 타입: 더 적은 크기의 외연 집합 ( 자기만 포함하기에 갯수가 적음)
슈퍼타입과 서브타입
일반적인 타입: 슈퍼타입
특수한 타입: 서브타입
어떤 타입이 서브타입이 되기 위해 행위적 호환성 만족
서브타입은 슈퍼타입을 대체할 수 있어야함
ㄴ 서브타입에서는 중복된 행위 생략가능, 슈퍼타입 행동은 서브타입에게 상속
일반화는 추상화를 위한 도구
정원의 등장인물들의 차이점 배제하고 공통점만을 강조함으로써 이들을 공통의 타입인 트럼프인간으로 분류했다. 불필요한 특성을 배제하고 좀 더 포괄적인 의미를 지닌 트럼프로 일반화 했다.
정적모델
앨리스의 키가 바뀔 수 있다.
타입: 시간에 따라 동적으로 변하는 앨리스의 상태(객체의 상태)를 시간과 무관한 정적인 모습으로 다룰 수 있게 해준다.
타입은 추상화
키가 몇센치 인가보다 키가 변할 수 있다는 가능성에 집중
타입을 이용해 객체의 동적인 특성을 추상화할 수 있다.
객체의 상태 변경이라는 복잡성을 단순화할 수 있는 방법
동적모델, 정적모델
객체의 스냅샷(객체 다이어그램): 특정 시점에 구체적으로 어떤 상태를 가지냐
동적 모델: 어떻게 변하고 어떻게 행동하는지 포착
타입 모델: 객체가 가질 수 있는 모든 상태와 모든 행동을 시간에 독립적으로 표현
정적 모델: 객체가 속한 타입의 정적인 모습 표현
-> 객체 지향애플리케이션 설계, 구현을 위해 적절히 혼용
클래스 작성할때: 정적인 관점
상태 변경을 추적하고 디버깅할 때: 동적인 모델
클래스
정적인 모델은 클래스를 이용해 구현, 타입을 구현하는 가장 보편적인 방법
클래스와 타입은 동일한 것이 아닌 타입을 구현할 수 있는 여러 구현 메커니즘 중 하나.
객체를 분류하는 기준 : 타입
타입을 나누는 기준 : 객체가 수행하는 행동
타입을 정한 후 프로그래밍 언어를 이용해 타입을 구현할 수 있는 한 가지방법:클래스
회고
단순하게 사용만 했던 데이터 타입에 대해 알 수 있었다. 그냥 사용 용도에 따라 나눠지고 당연하게 여겼던 데이터 타입이 다르게 보였다.
0과 1로만 되어있는 데이터가 알아보기 쉽게 목적에 따라 분류하고 불가능한 작업을 하지 못하게 하는 추상화적인 관점에서 보니 신선하다. 개발을 할 때 더 의미를 알고 사용할 것같다.
단순하게 일반화는 부모 자식의 상속관계 로만 알았다. 부모의 특성을 물려받고, 사용하고 싶은 기능을 더 추가하는 정도로 이해했었다. 예를들어 차를 상속받는 bmw, 현대, audi 정도의 예시로 약간 두리뭉실하게 알았었는데 두 객체가 행동 공통점을 뽑은게 슈퍼 클래스이고 서브 클래스가 추가적으로 더 많은 행동을 할 수 있음을 책에서 집합(set)적으로 설명을 해주어서 편하게 이해했다.
무심코 사용했던 자바를 점점이해하고 있다.