19.클래스 설계는 타입 설계와 똑같이 취급하자

새로운 클래스를 정의한다는 것은 새로운 타입을 하나 정의하는 것과 같다. 그냥 클래스 설계자가 아니라 타입(type) 설계자라는 막강한 권위를 갖고 있다라는 뜻이다. 함수와 연산자를 오버로드하고, 메모리 할당 및 해제를 제어하며, 객체 초기화 및 종료처리를 정의하는 작업을 한다. 좋은 타입이란 문법(syntax)이 자연스럽고, 의미구조(semantics)가 직관적이며, 효율적인 구현이 한 가지 이상 있어야 한다.

 

효과적인 클래스를 설계를 할 때 여러가지 고려사항이 있다.

1.새로 정의한 타입의 객체 생성 및 소멸은 어떻게 이뤄져야 하는가?

이 부분이 어떻게 되느냐에 따라 생성자 및 소멸자의 설계가 바뀐다. 메모리 할당 함수(8장 참고)(operator new, operator new[], operator delete, operator delete[])를 직접 작성할 경우에는 이들 함수의 설계에도 영향이 생긴다.

 

2.객체 초기화는 객체 대입과 어떻게 달라야 하는가?

생성자와 대입 연산자의 동작 및 둘 사이의 차이점을 결정짓는 요소이다. 초기화와 대입을 헷갈리지 않는 것이 가장 중요한데, 각각에 해당되는 함수 호출이 아예 다르기 때문이다(4장 참고).

 

3.새로운 타입으로 만든 객체가 값에 의해 전달되는 경우에 어떤 의미를 줄 것인가?

어떤 타입에 대해 값에 의한 전달을 구현하는 쪽은 복사 생성자이다.

 

4.새로운 타입이 가질 수 있는 적법한 값에 대한 제약은 무엇으로 잡는가?

클래스의 데이터 멤버의 몇 가지 조합 값만은 반드시 유효해야 한다. 이런 조합을 가르켜 클래스의 불변속성(invariant) 이라고 하며, 클래스 차원에서 지켜줘야하는 부분이다. 이 불변속성에 따라 클래스 멤버 함수 안에서 해줘야 할 에러 점검 루틴이 좌우된다. 특히 생성자, 대입 연산자, 각종 쓰기 함수는 불변속성에 많이 좌우된다. 불변속성은 함수가 발생시키는 예외에도 영향을 미치며, 예외 지정을 쓴다면 그 부분에도 영향을 준다.

 

5.기존의 클래스 상속 계통망(inheritance graph)에 맞출 것인가?

상속을 시킨다고 하면, 기본 클래스에 의해 제약을 받는것은 당연하다. 특히 멤버 함수가 가상인가 비가상인가의 여부가 가장 큰 요인이다(35장, 36장 참고). 다른 클래스들이 상속할 수 있게 만들자고 결정했다면, 이에 따라 멤버 함수의 가상 함수 여부가 결정된다. 특히 소멸자가 그렇다(7장 참고).

 

6.어떤 종류의 타입 변환을 허용할 것인가?

기존의 수많은 타입들과 어울려야 하는 상황이 생긴다. 만약 T1타입의 객체를 T2타입의 객체로 암시적(implicitly) 변환이 되도록 만들고 싶다면, T1 클래스에 타입 변환 함수를 하나 넣어두던가(operator T2)아니면 인자 한 개로 호출될 수 있는 비명시호출(non-explicit) 생성자를 T2클래스에 넣어두어야 한다. 명시적(explicit) 타입 변환만 허용하고 싶을 경우에는, 해당 변환을 맡는 별도 이름의 함수를 만들되 타입 변환 연산자 혹은 비명시호출 생성자는 만들지 말아야 할 것이다(15장 참고).

 

7.어떤 연산자와 함수를 두어야 의미가 있을까?

클래스 안에 선언할 함수가 여기서 결정된다. 어떤 것들은 멤버 함수로 적당할 것이고, 몇몇은 그렇지 않을 것이다(23장, 24장, 46장 참고).

 

8.표준 함수들 중 어떤 것을 허용하지 말 것인가?

private로 선언해야 할 함수가 여기에 해당된다(6장 참고).

 

9.새로운 타입의 멤버에 대한 접근권한을 어느 쪽에 줄 것인가?

어떤 클래스 멤버를 public, protected, private 영역에 둘 것인가를 결정하는 데 도움을 주게 될 것이다. 또한 friend로 만들어야 할 클래스 및 함수를 정하는 것은 물론이고, 한 클래스를 다른 클래스에 중첩시켜도 되는가에 대한 결정을 내리는 데도 해당된다.

 

10.선언되지 않은 인터페이스로 무엇을 둘 것인가?

타입이 제공할 보장이 어떤 종류일까에 대한 것이며, 보장할 수 있는 부분은 수행 성능 및 예외 안전성(29장 참고) 그리고 자원 사용(잠금 및 동적 메모리 등)이다. 이들에 대해 보장하겠다고 결정한 결과는 클래스 구현에 있어서 제약으로 적용된다.

 

11.새로 만드는 타입이 얼마나 일반적인가?

타입 하나를 정의하는 것이 아닐지도 모른다. 동일 계열의 타입군(family of types) 전체일지도 모른다. 이런 경우는 새로운 클래스가 아닌 새로운 클래스 템플릿으로 정의해야 한다.

 

12.정말로 꼭 필요한 타입인가?

기존 클래스에 대해 기능 몇 개가 아쉬워서 파생 클래스를 새로 뽑고 있다면, 차라리 간단하게 비멤버 함수라든지 템플릿을 몇 개 더 정의하는 편이 낫다.

 

설계의 중요성은 항상 느끼고 실천하려고는 한다. 하지만 항상 처음 설계한대로 되지도 않고 점점 이게 필요한데?하면서 덕지덕지 추가되는 경우가 다반수고 전부다 완성하고 나중에 보면 아쉬움을 남기는 항상 있는 일이였다.

솔직히 이번 챕터는 80%는 당연한 소린데 싶고 나머지 20%는 반정도만 이해된다.

 

이것만은 잊지말자

클래스 설계는 타입 설계이다. 새로운 타입을 정의하기 전에, 이번 항목에 나온 모든 고려사항을 점검하자.