"이 포스팅은 쿠팡 파트너스 활동의 일환으로, 이에 따른 일정액의 수수료를 제공받습니다."결합도(Coupling) 클래스 모듈 간의 의존성 정도
결합도(Coupling)란 클래스나 모듈 간의 의존성 정도를 나타내는 개념으로, 결합도가 높을수록 클래스들이 서로 강하게 연결되어 있다는 의미입니다. 반면, 결합도가 낮을수록 클래스들은 상대적으로 독립적이며 서로 간의 의존성이 적습니다.
높은 결합도를 가진 클래스들은 독립적으로 동작하기 어려워 재사용성이 떨어지는 경우가 많습니다. 이는 시스템을 확장하거나 유지보수할 때 많은 문제를 야기할 수 있으며, 코드의 유연성과 가독성도 감소시킵니다. 이 내용을 더 깊이 이해하기 위해 결합도의 정의와 영향, 문제점 및 해결 방안에 대해 자세히 설명하겠습니다.
1. 결합도(Coupling)란 무엇인가?
결합도는 두 클래스나 모듈 사이의 관계를 정의하는 개념입니다. 결합도가 높을수록 클래스 A가 클래스 B에 대해 구체적인 정보나 구현 세부 사항에 의존하게 됩니다. 예를 들어, 클래스 A가 클래스 B의 구체적인 메서드를 호출하거나, 클래스 B의 내부 데이터 구조를 직접 참조한다면, 두 클래스는 높은 결합도를 가지고 있다고 할 수 있습니다.
결합도는 다음과 같이 분류할 수 있습니다.
- 데이터 결합: 클래스들이 서로 데이터를 주고받기 위해 긴밀하게 연결되어 있는 경우
- 제어 결합: 한 클래스가 다른 클래스의 실행 흐름을 직접적으로 제어하는 경우
- 내용 결합: 클래스가 다른 클래스의 내부 구현을 직접 참조하는 경우
높은 결합도는 이들 중 하나 또는 여러 형태로 발생할 수 있습니다. 반면, 결합도가 낮을 때 클래스들은 독립적으로 작동하며 서로의 내부 구현에 대해 잘 알지 못하는 상태로 협력하게 됩니다. 이를 통해 클래스의 재사용성과 확장 가능성을 높일 수 있습니다.
2. 높은 결합도가 초래하는 문제점
높은 결합도를 가진 클래스들은 서로의 변화에 민감하게 반응합니다. 하나의 클래스에서 작은 변경이 발생하더라도, 해당 클래스에 의존하는 다른 클래스들 역시 영향을 받게 되며, 이에 따라 유지보수가 복잡해집니다. 아래는 높은 결합도가 야기하는 구체적인 문제점들입니다.
(1) 재사용성 저하
높은 결합도를 가진 클래스는 다른 클래스에 의존성이 높기 때문에 독립적으로 사용하기 어렵습니다. 이를테면 클래스 A가 클래스 B에 강하게 결합되어 있으면, 클래스 A를 새로운 프로젝트나 다른 모듈에서 재사용할 때 클래스 B 역시 함께 가져와야 합니다. 이로 인해 코드 재사용성이 낮아지고, 코드가 중복되거나 불필요하게 복잡해질 수 있습니다.
(2) 유지보수성 저하
결합도가 높은 시스템에서는 하나의 클래스를 수정할 때 여러 클래스를 함께 수정해야 할 가능성이 큽니다. 예를 들어, 클래스 B의 메서드를 변경하면, 이 메서드를 사용하는 클래스 A도 수정해야 할 수 있습니다. 이러한 상호 의존성 때문에 시스템 전체의 유지보수가 어려워지고, 작은 변경 사항도 시스템 전체에 영향을 미치는 경우가 발생할 수 있습니다.
(3) 확장성 부족
높은 결합도는 새로운 기능을 추가하거나 기존 기능을 확장하는 데 어려움을 초래합니다. 새로운 기능을 추가하려면 여러 클래스의 동작을 동시에 고려해야 하며, 이는 개발자의 부담을 가중시킵니다. 이로 인해 시스템의 확장성이 제한될 수 있습니다. 결합도가 낮은 시스템에서는 한 클래스를 수정하더라도 다른 클래스에 미치는 영향이 적기 때문에, 더 쉽게 기능을 확장할 수 있습니다.
(4) 테스트 어려움
테스트 코드 작성에서도 결합도는 중요한 역할을 합니다. 높은 결합도를 가진 클래스는 독립적인 단위 테스트가 어렵습니다. 이는 클래스가 서로 강하게 의존하기 때문에, 단일 클래스를 테스트하려면 그 클래스가 의존하는 다른 클래스들도 함께 설정해야 하기 때문입니다. 반면, 결합도가 낮은 클래스들은 독립적인 테스트가 가능하며, 모의 객체(Mock Object)를 사용하여 외부 의존성을 최소화할 수 있습니다.
3. 낮은 결합도를 추구하는 방법
낮은 결합도는 객체 지향 프로그래밍에서 중요한 설계 목표입니다. 결합도를 낮추면 클래스들이 독립적으로 동작할 수 있으며, 재사용성, 확장성, 유지보수성이 크게 향상됩니다. 낮은 결합도를 달성하기 위한 몇 가지 방법을 살펴보겠습니다.
(1) 인터페이스 사용
인터페이스를 사용하여 클래스 간의 의존성을 줄일 수 있습니다. 인터페이스는 클래스의 구체적인 구현 세부 사항을 감추고, 서로 간의 상호작용을 정의하는 역할을 합니다. 한 클래스가 다른 클래스에 의존하는 대신, 인터페이스에 의존하게 하여 결합도를 낮출 수 있습니다.
class PaymentProcessor:
def process_payment(self, amount):
raise NotImplementedError
class PayPalPaymentProcessor(PaymentProcessor):
def process_payment(self, amount):
print(f"Processing payment of {amount} using PayPal.")
class CreditCardPaymentProcessor(PaymentProcessor):
def process_payment(self, amount):
print(f"Processing payment of {amount} using Credit Card.")
위 예시에서 PaymentProcessor 인터페이스는 구체적인 결제 방식에 의존하지 않고, 결제 처리 로직을 추상화합니다. 이를 통해 클래스 간의 결합도를 낮추고 유연성을 높일 수 있습니다.
(2) 의존성 주입(Dependency Injection)
의존성 주입은 객체가 필요한 의존성을 외부에서 주입받는 방식으로, 클래스가 직접 다른 클래스를 생성하지 않도록 하는 기법입니다. 이를 통해 클래스 간의 의존성을 줄이고, 테스트나 변경에 대한 유연성을 높일 수 있습니다.
class OrderService:
def __init__(self, payment_processor):
self.payment_processor = payment_processor
def process_order(self, amount):
self.payment_processor.process_payment(amount)
payment_processor = PayPalPaymentProcessor()
order_service = OrderService(payment_processor)
order_service.process_order(100)
이 방식으로 클래스는 결제 처리에 대한 구체적인 구현에 의존하지 않고, 외부에서 제공된 객체에 의존하므로 결합도가 낮아집니다.
(3) 느슨한 결합(Low Coupling)과 강한 응집(High Cohesion)
클래스는 서로 가능한 독립적으로 설계하여 느슨한 결합을 유지하고, 클래스 내부의 기능은 밀접하게 관련된 작업들로 이루어져 응집도를 높여야 합니다. 이를 통해 시스템의 가독성과 유지보수성이 향상됩니다.
4. 결론
결합도는 객체 지향 설계에서 중요한 개념이며, 높은 결합도를 가진 클래스들은 독립적으로 재사용하기 어렵습니다. 높은 결합도는 유지보수와 확장성, 테스트에서 많은 문제를 야기하며, 시스템의 복잡도를 높입니다. 반면, 결합도를 낮추면 코드의 재사용성이 증가하고, 시스템의 확장성과 유지보수성도 크게 향상됩니다. 이를 위해 인터페이스, 의존성 주입, 느슨한 결합과 강한 응집 같은 설계 기법을 활용할 수 있습니다.