[Effective C++] 클래스 설계는 타입 설계와 똑같이 취급하자

항목 19 : 클래스 설계는 타입 설계와 똑같이 취급하자

 

여러분은 효과적인 클래스를 설계할 때 어떻게 하십니까?

여러분이 직면하게 될 고려사항이 무엇인지부터 파악하는 것이 우선이겠지요. 어떤 클래스를 설계하든 간에 사실상 모든 경우에 여러분의 후두부를 괴롭힐 질문들을 아래에 모아 보았습니다. 이들 질문의 대답에 따라 설계를 제한하는 것들이 생기게 되는데, 이 부분 역시 신경 쓰지 않으면 안됩니다.

 

새로 정의한 타입의 객체 생성 및 소멸은 어떻게 이루어져야 하는가?

이 부분이 어떻게 되느냐에 따라 클래스 생성자 및 소멸자의 설계가 바뀝니다. 그뿐 아니라 메모리 할당 함수(operator new, operator new[], operator delete, operator delete[] 입니다. 8장 참조)를 직접 작성할 경우에는 이들 함수의 설계에도 영향을 미칩니다.

 

객체 초기화는 객체 대입과 어떻게 달라야 하는가?

생성자와 대입 연산자의 동작 및 둘 사이의 차이점을 결정짓는 요소입니다. 초기화와 대입을 헷갈리지 않는 것이 가장 중요한데, 각각에 해당되는 함수 호출이 아예 다르기 때문입니다(항목 4 참조).

 

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

여기서 잊으면 안 되는 포인트 하나를 알려드리죠. 어떤 타입에 대해 '값에 의한 전달'을 구현하는 쪽은 바로 복사 생성자 입니다. 기억해 둡시다.

 

새로운 타입이 가질 수 있는 적법한 값에 대한 제약은 무엇으로 잡을 것인가?

전부는 아니지만, 클래스의 데이터 멤버의 몇 가지 조합 값만은 반드시 유효해야 합니다. 이런 조합을 가리켜 클래스의 불변속성 이라고 하며, 클래스 차원에서 지켜주어야 하는 부분입니다. 이 불변속성에 따라 클래스 멤버 함수 안에서 해 주어야 할 에러 점검 루틴이 좌우되는데, 특히 생성자, 대입 연산자, 각종 "쓰기" 함수는 불변속성에 많이 좌우됩니다. 그뿐 아니라 불변속성은 여러분의 함수가 발생시키는 예외에도 영향을 미치며, 혹시나 여러분이 예외 지정을 쓴다면 그 부분에도 영향을 줍니다.

 

기존의 클래스 상속 계통망에 맞출 것인가?

이미 갖고 있는 클래스로부터 상속을 시킨다고 하면, 당연히 여러분의 설계는 이들 클래스에 의해 제약을 받게 됩니다.

특히 멤버 함수가 가상인가 비가상인가의 여부가 가장 큰 요인입니다(항목 34 및 36 참조). 여러분이 만든 클래스를 다른 클래스들이 상속할 수 있게 만들자고 결정했다면, 이에 따라 멤버 함수의 가상 함수 여부가 결정됩니다. 특히 소멸자가 그렇습니다(항목 7 참조)

 

어떤 종류의 타입 변환을 허용할 것인가?

여러분이 만든 타입은 결국 기존의 수많은 타입들과 어울려야 하는 운명을 짊어집니다. 여러분의 타입과 다른 타입 사이에 변환 수단이 있어야 할까요? T1 타입의 객체를 T2 타입의 객체로 암시적으로(implicitly) 변환되도록 만들고 싶다면, T1 클래스에 타입 변환 함수를 하나 넣어두든가 아니면 인자 한 개로 호출될 수 있는 비명시호출(non-explicit) 생성자를 T2 클래스에 넣어두어야 할 것입니다. 명시적(explicit) 타입 변환만 허용하고 싶을 경우에는, 해당 변환을 맡는 별도 이름의 함수를 만들되 타입 변환 연산자 혹은 비명시호출 생성자는 만들지 말아야 할 것입니다(명시적 변환 및 암시적 변환 함수의 예제는 항목 15 참조).

 

어떤 연산자와 함수를 두어야 의미가 있을까?

여러분의 클래스 안에 선언할 함수가 바로 여기서 결정됩니다. 어떤 것들은 멤버 함수로 적당할 것이고, 또 몇몇은 그렇지 않을 것입니다(항목 23, 24, 46 참조).

 

표준 함수들 중 어떤 것을 허용하지 말 것인가?

private로 선언해야 하는 함수가 여기에 해당됩니다(항목 6 참조).

 

새로운 타입의 멤버에 대한 접근권한을 어느 쪽에 줄 것인가?

어떤 클래스 멤버를 public, protected, private 영역에 둘 것인가를 결정하는 데 도움을 주게 될 질문입니다.

또한 프렌드로 만들어야 할 클래스 및 함수를 정하는 것은 물론이고 한 클래스를 다른 클래스에 중첩시켜도 되는가에 대한 결정을 내리는 데도 이 질문이 여러분을 거들어 줄 것입니다.

 

'선언되지 않은 인터페이스'로 무엇을 둘 것인가?

여러분이 만들 타입이 제공할 보장이 어떤 종류일까에 대한 질문으로서, 보장할 수 있는 부분은 수행 성능 및 예외 안전성(항목 29 참조) 그리고 자원 사용입니다. 이들에 대해 여러분이 보장하겠다고 결정한 결과는 클래스 구현에 있어서 제약으로 작용하게 됩니다.

 

새로 만드는 타입이 얼마나 일반적인가?

실상은 타입 하나를 정의하는 것이 아닐지도 모릅니다. 여러분이 정의하는 것이 동일 계열의 타입군 전체일수도 있습니다. 진짜 그렇다면 여러분이 원하는 것은 '새로운' 클래스가 아닙니다. '새로운' 클래스 템플릿을 정의해야 할 것입니다.

 

정말로 꼭 필요한 타입인가?

기존의 클래스에 대해 기능 몇 개가 아쉬워서 파생 클래스를 새로 뽑고 있다면, 차라리 간단하게 비멤버 함수라든지 템플릿을 몇개 더 정의하는 편이 낫습니다.

 

어느 것 하나 만만하게 볼 수 없는 질문입니다. 그래서 효과적인 클래스를 정의한다는 일이 무척이나 어렵다는 말이 나오는 거겠죠. 하지만 이런 역경을 뚫고 멋지게 설계된 사용자 정의 클래스는 최소한 기본제공 타입 정도의 든든함을 가진 타입, 동시에 설계에 들인 노력만큼의 가치를 지닌 타입으로 쓰일 것입니다.

 

꼭 잊지 말아야 할 것!

클래스 설계는 타입 설계입니다. 새로운 타입을 정의하기 전에, 이번 항목에 나온 모든 고려사항을 빠짐없이 점검해 보십시오.