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5-7 OOP 일반 이론
이제 여러분들은 C++의 요모 조모를 살펴 보았으니 최종적으로 이론적인 여러
가지 면들을 살펴보기로 하자. 여기서 논하는 내용은 C++에 국한되는 내용은
아니며 OOP 프로그래밍 방식에 관한 서술이다. 아마 다소 따분할 것이지만 알
아 두어서 손해볼 것은 없다.
가. 등장 배경
컴퓨터가 발달하고 컴퓨터가 모든 업무를 처리할 수 있게 됨으로써 날로 소프
트웨어의 수요는 늘어가게 되었다. 그러나 필요한 소프트웨어는 많고 만들어
낼 수 있는 소프트웨어의 수에는 제한이 있는 이른바 공급이 수요에 미치지 못
하는 현상이 발생하게 되었다. 뿐만 아니라 소프트웨어가 처리하는 일들도 점
차 복잡해지고 다양해짐에 따라 소프트웨어의 부피는 예전에 비해 비교가 되지
않을 만큼 커지게 되었으며 덩치가 큰 프로그램은 자연히 bug의 위험도 많아
신뢰성이 떨어지게 되었다. 이러한 전반적인 상황을 소프트웨어 위기(software
crisis)라고 한다. 소프트웨어 위기를 극복할 수 있는 방안으로 효율을 조금
희생하더라도 좀 더 빠르고 정확한 개발방법이 필요해지게 되었으며 이러한 필
요에 의해 구조적 프로그래밍 방식이 나타나게 되었다. 구조적 프로그래밍이란
프로그램의 부품을 이루는 함수를 먼저 만든 다음에 함수를 조립하여 전체적인
프로그램을 완성하는 방법이며 부품이 믿을만한 것이라면 조립의 결과인 프로
그램도 신뢰할 수 있게 되었다.
현재 가장 보편적으로 많이 사용되고 있는 언어인 C,PASCAL 등이 구조적 프로
그래밍 방식을 따르는 언어이며 과거 근 20년간에 걸쳐 소프트웨어 공학의 발
전에 크게 기여한 프로그래밍 언어이다. 그러나 모든 것이 완벽한 법은 없는
만큼 구조적 프로그래밍 방식도 모듈의 재사용성이나 유지, 보수, 확장의 곤란
함이 있었다. 구조적 언어의 이러함 단점을 극복하기 위한 해결 방안으로 최근
제시된 것이 객체 지향 프로그래밍 방식인 OOP(Object Oriented Programming)
방식이다. OOP 언어는 모듈의 재사용성과 유지, 보수, 확장에 탁월한 성능을
발휘한다.
그러나 OOP가 구조적 언어에 비해 이론상 우수하다 하더라도 두 방식 중 어떤
방식이 절대적으로 좋다고는 말할 수 없다. OOP는 프로그래밍을 하기는 쉽고
빠르지만 프로그래밍의 결과물인 프로그램의 크기나 속도면에 있어서는 아무래
도 구조적 언어에 뒤지고 있다. 중,소 규모의 프로그램이라면 아직도 구조적
언어를 쓴다 하여 큰 무리는 없으며 오히려 더 효율적일 수도 있다.
OOP 이론을 정립한 연구소에서 만든 프로그램 중 클래스를 단 하나라도 사용
하는 프로그램은 전체의 10%에 불과하다고 한다. OOP는 아직 그 이론이 완전히
정립된 단계가 아니기 때문에 비록 OOP가 차세대의 프로그래밍 환경이 될 것이
라고 예견되고 있지만 앞으로의 대세는 쉽게 짐작할 수 없다.
나. 캡슐화
캡슐화(encapsulation)란 관련된 코드와 데이터를 하나의 범주에 묶는다는 뜻
이다. C++에서 캡슐화를 수행하는 주체는 물론 클래스를 의미한다. 클래스는
실제 사물의 특성과 행동 방식을 표현한다. 이때 특성에 해당하는 부분이 클래
스의 데이터 멤버이며 행동방식에 해당하는 것이 멤버 함수이다. 클래스는 데
이터와 코드를 한 테두리에 모아 두어 실제 사물의 형태 뿐만 아니라 동작까지
도 기술한다.
C에서 관련된 데이터, 코드를 묶기 위해서는 아마 데이터를 모아 구조체를 만
들고 구조체를 취급하는 함수를 만든 후, 구조체와 함수를 한 소스 파일에 같
이 위치시킬 것이다(한 모듈에 모은다). 과연 이렇게 하면 C에서도 코드와 데
이터를 묶을 수는 있지만 논리적으로 구조체와 구조체를 다루는 함수 사이의
명확한 관계성이 표현되지 않으며 다른 함수들도 구조체의 멤버들을 얼마든지
액세스할 수 있도록 개방된다. C++에서는 클래스를 사용하여 코드와 데이터를
묶을 뿐만 아니라 데이터를 외부로부터 보호할 수도 있다.
다. 추상성
하나의 클래스가 있을 때 클래스 외부에서는 클래스의 내부 동작에 대해서는
알 필요가 없으며 중요한 것은 그 클래스가 뭐하는 클래스인가와 어떻게 사용
하는가 하는 등의 사항이다.
예를 들어 화면의 사각 영역이라는 실체를 표현하는 WINDOW 클래스를 가정해
보자. 이 클래스내에는 윈도우의 좌표, 크기, 색상, 테두리 속성 등의 데이터
멤버(특성)가 있을 것이고 또한 윈도우의 위치를 옮기는 멤버 함수, 크기를 바
꾸는 멤버 함수, 윈도우를 화면에 출력하는 멤버 함수(행동 방식) 등등이 있을
것이다.
프로그램의 많은 부분에서는 화면상의 사각 영역을 표현하기 위해 WINDOW 객
체를 만들고 윈도우를 조작하기 위해 WINDOW 클래스의 멤버 함수를 호출할 것
이다. 그러던 중 WINDOW 클래스의 내부 동작을 더욱 효율적으로 수정할 수 있
는 방법이 개발되었으며 WINDOW 클래스를 직접 수정했다고 해보자. 이때 WINDO
W 클래스 내부가 수정되더라도 클래스외부는 전혀 영향을 받지 않는다. 왜냐하
면 클래스 외부에서는 WINDOW 클래스의 내부 동작을 알지도 못하며(이것을 정
보 은페:information hiding이라 한다.) 외부 형태와 행동 방식만 바뀌지 않으
면 된다. 어쨌든 WINDOW객체를 만들면 화면상의 한 영역을 대표하는 객체가 만
들어지고 SHOW 멤버 함수를 호출하면 윈도우가 화면에 출력되고 MOVE 멤버 함
수를 호출하면 윈도우가 이동하기만 하면 될 거 아닌가?
실제 생활에서 이러한 예를 들어 보자. 컴퓨터의 부속품인 키보드를 예로 들
면, 키보드는 컴퓨터를 이루는 부품이면서 다른 부품과 함께 동작하도록 되어
있다. 키보드는 키보드의 맡은 임무인 입력 기능만 제대로 수행하면 그만이다.
키보드가 플라스틱으로 만들어졌건, 나무로 만들어졌건 또는 돌이나 유리로 만
들어졌건 전혀 상관이 없다. 키 입력을 스위치로 감지해 내든 전자 센스를 사
용해서 감지해 내든 상관이 없으며 키의 개수가 84키든 101키든 키보드가 제
역할만 해낸다면 본체에서 상관할 바가 못된다.
컴퓨터의 입장에서 키보드를 바라 보면 키보드의 내부 동작은 추상적이며 알
수가 없고 간섭할 필요도 없기 때문이다. 클래스의 데이터 추상성은 클래스를
더욱 독립적으로 만들어 준다.
라. 다형성
이 또한 C++의 큰 특징 중의 하나이다. 다형성이란 함수가 인수의 개수와 데
이터 타입에 따라 같은 이름으로 여러 개 존재할 수 있는 성질을 뜻하지만 그
보다는 가상함수에 의한 다형성이 더 의미가 깊다. 가상 함수는 클래스 계층망
에서 객체에 따라 실행중에 적당한 함수를 호출할 수 있도록 해준다.
마. 상속성
클래스는 특정 사물의 특징과 행동 양식을 표현한다. 뿐만 아니라 한번 만든
클래스를 상속하여 더욱 더 복잡하고 특수한 사물을 손쉽게 만들어 낼 수 있다.
게다가 다중 상속에 의해 두 사물의 특징을 동시에 가지는 클래스를 만들 수도
있다.
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