Inheritance vs Composition
24 Apr 2016 | C++ CleanCode개발을 하다보면 남발하는 것 중 하나가 ‘상속(Inheritance)’입니다. 여러 클래스가 있을 때 공통되는 부분을 부모 클래스로 만들어서 상속으로 구현하면 보기에도 좋아보이고 코드양도 줄어들고 뿌듯할 때가 있습니다.
하지만, 상속보다는 이양을 사용하는 편이 설계 측면에서는 훨씬 더 유리합니다. ‘이양’이란 부모/자식간의 관계처럼 서로 상속하는 관계가 아니라 인스턴스안에 다른 인스턴스를 품어서 그 역할을 전달하는 방법입니다.
상속과 이양은 ‘Inheritance vs Composition’으로 표현하기도 하며, ‘is-A vs has-A’로 표현하기도 합니다.
상속 관계는 부모와 자식간의 관계가 아주 밀접하게 결합합니다. 부모 클래스가 수정이 되면 자식 클래스에도 영향을 미칩니다. 상속의 예는 다음과 같습니다.
Inheritance 예제 코드
class Robot {
public:
void update() {
move();
}
// ...
private:
virtual void move() = 0;
// ...
};
class CleanerRobot : public Robot {
private:
virtual void move() override {
clean();
moveForward();
// ...
}
};
class CombatRobot : public Robot {
private:
virtual void move() override {
attack();
rotateLeft();
// ...
}
};
Composition 예제 코드
위 코드를 이양 관계로 바꾸면 아래와 같습니다.
class RobotBehavior {
public:
virtual ~RobotBehavior() {}
virtual void move() = 0;
};
class Robot {
public:
Robot(RobotBehavior* behavior) {
mBehavior(behavior);
}
~Robot() {
delete mBehavior;
}
void update() {
mBehavior->move();
}
private:
RobotBehavior* mBehavior;
};
class CleanerRobot : public RobotBehavior {
public:
virtual void move() override {
clean();
moveForward();
// ...
}
};
class CombatRobot : public RobotBehavior {
private:
virtual void move() override {
attack();
rotateLeft();
// ...
}
};
코드가 길어지고 조금 더 복잡해졌습니다. 하지만 RobotBehavior이라는 행동을 하는 추상 클래스가 생기면서 Robot 클래스와 나머지 다른 클래스들인 CleanerRobot, CompatRobot 클래스와의 결합이 끊어졌습니다. 따라서 Robot 클래스의 내용이 변경되더라도 다른 로봇 클래스들에게는 영향을 주지 않습니다.
물론, CleanerRobot, CompatRobot 클래스들은 RobotBehavior 클래스를 상속받기 때문에 RobotBehavior 클래스가 수정이 되면 상속받은 클래스들은 모두 변경이 됩니다. 하지만, RobotBehavior 클래스는 아주 추상적인 레벨의 행동 인터페이스만 정의되어 있기 때문에 향후 변경될 가능성은 많이 낮습니다. 만약 변수나 구현부가 포함이 된 경우에는 향후 변경될 가능성이 아주 높습니다. 따라서 RobotBehavior 클래스에는 최소한의 인터페이스만 정의되어 있어야 합니다.
또한, 상속은 컴파일시 생성이 됩니다. 하지만 이양의 경우는 실행중에도 동적으로 변경이 가능한 장점도 있습니다.
따라서 상속과 이양이 둘 다 가능한 경우에는 가급적 상속보다는 이양을 우선하는게 좋습니다.
회색 부분의 공간은 불필요한 공간이 되며,
와 같은 형태로 데이터 구조를 가져갈 수 있습니다.
실제 데이터는 대략 이런 식으로 저장이 된다고 가정 하면, Binary Indexed Tree는 다음과
같은 형태로 구성이 됩니다.
(해당 구간의 데이터의 합을 구하는 Binary Indexed Tree라고 가정했습니다.)
다시 1차원 배열로 표현해보면 Binary Tree는
이 됩니다.
와 같이 3개의 노드만 탐색하면 구할 수 있습니다.
이름 그대로 이진(Binary)법을 각 인덱스에 적용하면 다음과 같은 값이 되는데,
노드간 값을 잘 보면 규칙성이 있습니다.
예를 들어서, 노드 3번의 인덱스는 ‘0011’ 입니다. 노드 3번의 부모는 4번 노드로
인덱스는 ‘0100’ 입니다. 4번 노드의 부모는 8번 노드로 인덱스는 ‘1000’ 입니다.