Object-Oriented Bootcamp 01 - Class / Encapsulation / Inheritance / Abstract class

Laracasts - Object-Oridented Bootcamp 강의를 듣고 정리한 포스팅 입니다.

1. Classes

PHP의 클래스는 기본적으로 2가지로 구성되어 있음

Property: 멤버변수. 클래스의 변수를 정의
public : 클래스 외부에서도 프로퍼티에 접근할 수 있게 함.
Method: 클래스의 특정 함수(동작)을 정의
- __construct : 생성자 메서드로, 클래스 인스턴스가 생성될때 자동으로 실행됨.

클래스 인스턴스를 생성할때는 new 를 사용하며, 프로퍼티 & 메서드를 호출할 때는 -> 를 사용함. 또한, 클래스 내의 $this 는 클래스의 인스턴스를 의미함.

<?php

class Task {
    // public: outside of this class, anyone can access to the property
    public $description;

    public $completed = false;

    // method
    // __construct: immediately run when instantiating the class
    public function __construct($description)
    {
        $this->description = $description;
    }

    public function complete()
    {
        $this->completed = true;
    }
}

$task = new Task('Learn OOP');
$task->complete();
var_dump($task->description);
var_dump($task->completed);

2. Getters and Setters

이름과 나이에 대한 프로퍼티 & 메서드를 구현한 후, 클래스의 인스턴스를 생성하여 호출하면 인스턴스의 이름과 나이를 쉽게 알 수 있음. 그렇다면 getter과 setter의 역할을 무엇일까?

<?php

class Person {

    public $name;

    public $age;

    public function __construct($name)
    {
        $this->name = $name;
    }
}

$harry = new Person('harry lee');
$harry->age = 30;

var_dump($harry); // name: harry, age: 30

$harry->age++;
var_dump($harry); // name: harry, age: 31

getter과 setter를 쓰는 이유는 (little litte bit of ) protection 과 security 때문.

예를 들어 18살 미만인 사람은 허용하지 않는 어플리케이션을 만든다고 하자. 문제는 우리가 age라는 프로퍼티를 사용하므로, 나이와 관계없이 인스턴스의 프로퍼티에 값을 저장할 수 있음(나이 15, 심지어 -5와 같이…) 이처럼 프로퍼티로 바로 접근하는 경우 어떠한 Protection이 존재하지 않음. 이러한 맥락으로 setter & getter를 사용함.

Setters & Getters are behaviors associated with setting or getting particular property. In this case, the bahavior is that if you are younger than 18, then that’s not allowed.

Convention: set/get + value

public function setAge($age)
{
  if ($age < 18)
  {
    throw new Exception("Person is not old enough");
  }

  $this->age = $age;
}

$harry = new Person('harry lee');
$harry->setAge(17); // throw Exception

getter도 같은 방식으로 메서드 구현 가능

public function getAge()
{
  return $this->age;
}

$harry = new Person('harry lee');
var_dump($harry->getAge());

에러를 던지는 로직을 작성하였지만, 여전히 setAge 를 통해 18살 미만일 경우 setAge 를 거치지 않고 프로퍼티에 바로 접근하여 인스턴스에 값을 저장시킬 수 있음. 이러한 이유로 Encapulation 을 사용함.

3. Encapulation

프로퍼티를 정의할 때 public 외에도 private 와 protected 가 있음. private 메서드를 호출할 경우 에러 메세지가 발생함 (me only exclusively access from within the class)

PHP Fatal error: Uncaught Error: Call to private method LightSwitch::connect() from context ‘’ in /Users/…..”

protected 도 동일하게 에러 메세지를 발생시키지만, 클래스를 extend 하여 서브클래스에서 해당 메서드를 사용 할 수 있음. 따라서, 이전 강의에서 보았듯이 setter 를 거치지 않고 바로 프로퍼티에 접근하는 것을 막기 위해서는 프로퍼티를 private 으로 변경하면 됨.

3-1. 객체가 private/protected 멤버를 갖게 하세요

public 메소드와 프로퍼티는 변경에 가장 취약합니다. 그 이유는 어떤 외부 코드가 쉽게 의존할 수 있고, 어떤 코드가 의존하고 있는지 제어할 수 없기 때문입니다. 클래스의 수정은 클래스의 모든 사용자에게 위험합니다.
protected 제어자는 public 만큼이나 위험합니다. 자식 클래스 범위내에서 사용할 수 있기 때문입니다. 이는 public과 protected의 차이점은 접근 매커니즘에만 있다는 것을 의미하나, 캡슐화 보증은 동일하게 유지됩니다. 클래스의 수정은 모든 하위 클래스에 위험합니다.
private 제어자는 코드가 단일 클래스의 경계에서만 수정하는 것이 위험함 을 보증합니다(변경하는 것이 안전하며 젠가 효과를 갖지 않을 것 입니다.).

그러므로 private 을 기본으로 사용하고 외부 클래스에 대한 접근 권한을 제공해야 할 때 public/protected를 사용하세요. 더 많은 정보를 원하면 이 주제에 대해서 Fabien Potencier가 작성한 블로그 포스트를 읽어볼 수 있습니다.

출처: Clean Code PHP 한글판

4. Inheritance

서브 클래스는 상속을 통해 부모 클래스의 메서드, 프로퍼티에 접근이 가능함. 서브 클래스에서 다른 클래스를 상속할 때는 extends 를 사용함.

class Mother {

    public function getEyeCount()
    {
        return 2;
    }
}

class Child extends Mother {
}

(new Child)->getEyeCount(); // 2

라라벨에서는 Eloqeunt 클래스를 상속받음으로써, 라라벨 ORM 문법을 사용할 수 있게 됨.

class Post extends Eloquent {
}

$post->save();
$post->update();

클래스를 상속할 때는, 부모 클래스의 functionality/behavior를 오버라이딩 할 수 있음

class Shape {
    protected $length = 4;

    public function getArea()
    {
        return pow($this->length, 2);
    }
}

class Triangle extends Shape{
    protected $base = 4;
    protected $height = 7;

    // override the method of parent class
    public function getArea()
    {
        return .5 * $this->base * $this->height;
    }
}

Shape@getArea 는 부모 클래스에 구현되어있으나, 사실상 로직이 사각형에서만 사용이 가능함(삼각형, 오각형 등에 사용 불가). 따라서 해당 프로퍼티와 매서드를 서브 클래스인 Sqaure 으로 옮기는 것이 더 적합함.

그렇다면 비어있는 Shape 클래스를 사용하는 이유 및 Benefit은 무엇일까?

will there ever be any attributes or behaviors that would be shared across every shape? 만약 이 질문의 답이 “그렇다” 라면, functionality를 부모 클래스에 두는 것이 맞음.
we can use as a sole contract

class Shape {
}

class Square extends Shape {
    protected $length = 4;

    public function getArea()
    {
        return pow($this->length, 2);
    }
}

Circle 이라는 새로운 클래스를 생성하여 Shape를 상속 받은 후 getArea 메서드를 호출할 경우, 에러가 발생함. “언제 어디서든 Shape을 상속받은 서브클래스에서 getArea 메서드를 사용하고 싶다” 라는 contract가 포함되어야함. 이를 위해서는 2가지 방법이 있음.

Abstract Class
Interface

class Circle extends Shape {
}

echo (new Circle)->getArea();

// Fatal error: Uncaught Error: Call to undefined method Circle::getArea()

4-1. Abstract class

기본 클래스인 Shape 의 인스턴스를 생성하는 것은 어떠한 에러도 발생시키지 않음. new Shape; 또한, 일반적인 shape이 없으므로 항상 서브 클래스를 instantiate 하자고 결정내릴 수 있음 (그리고 기본 클래스는 유지하고 싶지 않음).

이러한 경우 abstract 를 사용. 추상화 클래스를 사용하면, 이 클래스의 인스턴스를 만드는 것이 불가능해짐 (에러 발생). 추상화 클래스를 사용하면 여전히 상속은 가능하면서, 기본 클래스의 인스턴스를 만드는것을 막을 수 있음.

abstract class Shape {
}

부모클래스인 Shape 에서 color 라는 프로퍼티의 값을 부여하는 생성자 메서드를 만든 후, 서브클래스에서 어떠한 파라미터도 넣지 않은 채 인스턴스를 만들어 출력을 해보면, 에러가 발생하는 것을 알 수 있음.

abstract class Shape {
  
    protected $color;

    public function __construct($color)
    {
        $this->color = $color;
    }
}

echo new Square;
// Fatal error: Uncaught ArgumentCountError: Too few arguments to function Shape::

color 프로퍼티에 default 값(red)을 주는 경우, 그 값을 서브 클래스들이 그대로 사용할 수 있게 됨. 이때 getter를 사용하여 프로퍼티에 접근.

getColor 는 모든 서브 클래스들이 공유하는 shared behavior임. 이후, 각 서브 클래스의 인스턴스를 만들면서 getter 메서드를 호출하는 경우, color를 지정하지 않으면 red가 출력되거나, 인자로 받은 색상이 출력된다.

abstract class Shape {
  
    protected $color;

    public function __construct($color = 'red')
    {
        $this->color = $color;
    }

    public function getColor()
    {
        return $this->color;
    }
}

echo (new Square())->getColor() ; // red
echo (new Square('green'))->getColor() ; // green

서브클래스인 Circle 이 getArea() 메서드를 호출하면 에러가 발생함. 만약 각각의 서브클래스가 고유의 메서드를 정의해야 한다면, 추상 메서드를 호출하면 됨. 추상 메서드는 특별히 body ( {} )가 필요하지 않음.

abstract class Shape {
    protected $color;

    public function __construct($color = 'red')
    {
        $this->color = $color;
    }

    public function getColor()
    {
        return $this->color;
    }
		
    // 추상화 메서드 정의
    abstract protected function getArea();
}

class Circle extends Shape {

}

echo (new Circle('green'))->getArea() ; 

최종적으로 서브 클래스 Circle 에서 getArea 메서드를 구현

class Circle extends Shape {
    protected $radius = 5;

    public function getArea()
    {
        return pi() * pow($this->radius, 2);
    }
}

$circle = new Circle;
echo $circle->getArea(); // 78.539..

**For the purpose of extract common behavior, we use abstract class. **

추상 클래스는 상속을 강제하기 위한 것임. 부모 클래스에는 메서드의 시그니처만 정의해놓고 그 메소드의 실제 동작 방법은 메소드를 상속 받은 하위 클래스의 책임으로 위임하고 있음.

추상메소드를 정의하면 서브클래스는 반드시 그 메소드를 구현해야함.

5. Messages 101

사람들은 직업을 갖고 있으며 비즈니스를 위해 일을 함. 비즈니스는 사람들을 고용함. 고용된 사람들은 스태프로써 일을 함

Person , Business , Staff 라는 클래스로 구성 가능

비즈니스 클래스는 사람을 고용해야 하므로 hire 메소드 구현. 이때 당연히 사람을 고용하므로 $person을 인자로 넣을 수 있음. 이 개념을 확장하여 PHP에서 지원하는 Type hinting 을 사용하여 오브젝트를 인자로 넣을 수 있음 Person $person

class Person {

    protected $name;

    public function _construct($name)
    {
        $this->name = $name;
    }

}

class Business {

    protected $staff;

    public function __construct(Staff $staff)
    {
        $this->staff = $staff;
    }

    public function hire(Person $person)
    {
        $this->staff->add($person);
    }
}

class Staff {
  
    protected $members = [];

    public function add(Person $person)
    {
        $this->members[] = $person;
    }
}

$harry = new Person('harry lee');
$staff = new Staff([$harry]);
$laracasts = new Business($staff);

메세지를 보냄으로써 클래스간 상호작용을 하는 것이 가능함. 스태프를 추가하고싶을때는 스태프에 add 메세지를 보내며, 모든 스태프의 리스트를 보고 싶을 때는 스태프에 members 메세지를 보냄

// Business Class
public function hire(Person $person)
{
  $this->staff->add($person);
}

public function getStaffMembers()
{
  return $this->staff->members();
}

// Staff Class
public function add(Person $person)
{
  $this->members[] = $person;
}

public function Members()
{
  return $this->members;
}

최종 결과 코드

<?php

class Person {

    protected $name;

    public function __construct($name)
    {
        $this->name = $name;
    }
}

class Business {

    protected $staff;

    public function __construct(Staff $staff)
    {
        $this->staff = $staff;
    }

    public function hire(Person $person)
    {
        $this->staff->add($person);
    }

    public function getStaffMembers()
    {
        return $this->staff->members();
    }
}

class Staff {
    
    protected $members = [];

    public function __construct($members = [])
    {
        $this->members = $members;
    }

    public function add(Person $person)
    {
        $this->members[] = $person;
    }

    public function Members()
    {
        return $this->members;
    }
}

$harry = new Person('harry lee');
$staff = new Staff([$harry]);
$laracasts = new Business($staff);

$laracasts->hire(new Person('Ron Wizlie'));

//$laracasts->hire($harry);

var_dump($staff);
var_dump($laracasts->getStaffMembers());

해리의 데브로그

Object-Oriented Bootcamp 01 - Class / Encapsulation / Inheritance / Abstract class

1. Classes

2. Getters and Setters

3. Encapulation

3-1. 객체가 private/protected 멤버를 갖게 하세요

4. Inheritance

4-1. Abstract class

5. Messages 101

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