상속 vs 컴포지션 - 객체 간의 관계를 나타내는 두 가지 방법

목차

1. 상속

2. 컴포지션

3. 차이점 (상속 vs 컴포지션)

4. 결론

상속과 컴포지션은 객체지향 프로그래밍에서 객체 간의 관계를 나타내는 두 가지 다른 방법으로, ‘적절한 상황’에서 ‘적절한 방법’을 사용해야 한다.

1. 상속

상속은 기존 클래스의 기능을 재사용하여 새로운 클래스를 만드는 방법이다.

새로운 클래스는 기존 클래스의 필드와 메소드를 상속받아 사용할 수 있으며, 이를 확장하여 새로운 기능을 추가할 수 있다.

상속은 is-a 관계를 나타내며, 상위 클래스와 하위 클래스의 관계를 나타낸다.

• 장점
  1. 코드의 재사용을 통해 중복을 줄인다.
  2. 확장성이 증가한다.
  3. 클래스 간의 계층적 관계를 구성함으로써 다형성을 구현할 수 있다.

• 문제점
  • 1. 캡슐화를 위반할 수 있다.

    부모 클래스의 구현 세부사항을 자식 클래스가 직접 접근할 수 있기 때문에 캡슐화 원칙을 위반할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 접근 제어자를 사용하거나 인터페이스를 활용하여 캡슐화를 유지할 수 있다.

  • 2. 상속의 계층 구조가 복잡해질 수 있다.

    상속을 남발하면 클래스의 계층 구조가 복잡해지고 유지보수가 어려워질 수 있다. 또한 상속의 깊이가 깊어지면 컴파일 시간과 실행 시간이 느려질 수 있다.

  • 3. 부적절한 메서드 오버라이딩이 발생 할 수 있다.

    자식 클래스가 부모 클래스의 메서드를 오버라이딩할 때, 오버라이딩한 메서드가 원래 메서드와 동일한 이름을 가지므로 잘못된 오버라이딩으로 인해 의도하지 않은 동작이 발생할 수 있다.

  • 4. 다중 상속이 지원되지 않는다.

    자바는 다중 상속을 지원하지 않기 때문에 여러 클래스를 동시에 상속할 수 없다. 이를 해결하기 위해 인터페이스를 사용할 수 있다.

  • 5. 상속 관계가 복잡해질수록 유지보수가 어려워질 수 있다.

    상속관계가 복잡해질수록 클래스 간의 의존성이 높아지며, 이로 인해 유지보수가 어려워질 수 있다. 따라서 상속을 사용할 때는 상속의 사용범위와 목적을 명확히 고려해야 한다.

• 예시코드

public class MyHashSet<E> extends HashSet<E> {
    private int addCount = 0;

    @Override
    public boolean add(E e) {
        addCount++;
        return super.add(e);
    }
    
    @Override
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        addCount += c.size();
        return super.addAll(c);
    }
    
    public int getAddCount() {
        return addCount;
    }
}

MyHashSet<String> myHashSet = new MyHashSet<>();
myHashSet.addAll(Arrays.asList("A", "B", "C"));

System.out.println(myHashSet.getAddCount()); // 6 출력

• ‘A, B, C’ 3개의 리스트를 addAll 했을 경우, addCount가 3이 찍힐 것으로 예상했으나 6이 출력되는 것을 확인 할 수 있다.

• 왜냐하면, 아래 addAll의 부모클래스를 보면 알 수 있다.

• 파라미터로 받은 컬렉션들의 리스트의 개수 만큼 add 메소드를 사용하기 때문이다.

2. 컴포지션

컴포지션은 객체가 다른 객체를 포함하고 있는 관계를 나타내는 방법 객체 안에 다른 객체를 멤버 변수로 선언하고, 해당 객체의 메서드를 호출하여 사용한다.

컴포지션은 객체 안에 다른 객체를 포함하고 있는 일종의 has-a 관계를 표현한다.

• 장점
  1. 코드 재사용성
  2. 유연성
  3. 객체 간의 결합도 감소
  4. 코드의 가독성과 유지보수성

• 문제점
  • 1. 상속보다 비직관적

    컴포지션은 상속보다 비직관적인 경우가 있다. 특히, 컴포지션을 사용하는 경우 객체 간의 관계를 런타임 시에 결정하기 때문에 코드를 이해하기 어렵게 만들 수 있다.

  • 2. 복잡성

    컴포지션을 사용하면 객체 간의 관계가 복잡해질 수 있다. 이는 객체 간의 의존성을 매우 세부적으로 정의할 수 있게 하지만, 동시에 객체 간의 관계를 이해하기 어렵게 만들 수도 있다.

  • 3. 메모리관리

    컴포지션을 사용하면 객체가 다른 객체를 참조하므로, 객체가 소멸될 때 다른 객체도 함께 소멸되어야 한다. 이를 관리하기 위해서는 적절한 메모리 관리가 필요하다.

• 예시코드

public class Customer {
    private String name;
    private String address;
    private String phone;

    public Customer(String name, String address, String phone) {
        this.name = name;
        this.address = address;
        this.phone = phone;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

public class Order {
    private Customer customer;
    private int orderNumber;
    private double orderTotal;

    public Order(Customer customer, int orderNumber, double orderTotal) {
        this.customer = customer;
        this.orderNumber = orderNumber;
        this.orderTotal = orderTotal;
    }

    public void printInvoice() {
        // Invoice 출력 코드
        System.out.println("Customer Name: " + customer.getName());
        System.out.println("Order Number: " + orderNumber);
        System.out.println("Order Total: " + orderTotal);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Customer customer = new Customer("John Doe", "123 Main St", "555-555-1212");
        Order order = new Order(customer, 1, 100.0);
        order.printInvoice();
    }
}

• 위 코드는 Order 클래스와 Customer 클래스가 서로 강하게 결합되어 있다.

• 만약 Customer 클래스의 getName() 메소드가 변경된다면, Order 클래스의 printInvoice() 메소드도 수정해주어야 한다.

• 이는 유지보수성이 떨어지는 코드를 만들어내게 된다.

3. 차이점 (상속 vs 컴포지션)

1. 관계의 형태
   • 상속은 부모 클래스와 자식 클래스 사이에 계층 구조를 만들어내는 일종의 is-a 관계를 표현한다.
   • 컴포지션은 객체 안에 다른 객체를 포함하고 있는 일종의 has-a 관계를 표현한다.

2. 객체 간의 결합도
   • 상속은 부모 클래스의 수정이 자식 클래스에도 영향을 미칠 수 있기 때문에 상속 구조가 복잡해질수록 유지보수가 어려워질 수 있다.
   • 컴포지션은 (상속에 비해) 객체간의 결합도가 낮기 때문에 수정이 쉽고 유연하다.

4. 결론

• 상속은 명확한 is - a 관계에 있는 경우 사용하자.

• 상속은 상위 클래스가 확장할 목적으로 설계되었고 문서화가 잘되어 있다면 사용하자.

• 따라서, 이펙티브 자바의 저자 조슈아 블로치의 말 처럼 위의 두 가지가 명확하지 않다면 상속보다는 조합(컴포지션)을 사용하라.

참고

• Effective Java 3rd Edition - Item 18.

• https://www.youtube.com/watch?v=YJ4JJsGy8rY