항목 19 ] 클래스 설계는 타입 설계와 똑같이 취급하자.

클래스 설계는 타입 설계와 똑같이 취급하자.

C++에서 새로운 클래스를 정의 한다는 것은 새로운 타입을 하나 정의하는 것과 같습니다.

함수와 연산자를 오버로드하고, 메모리 할당 및 해제를 제어하며, 객체 초기화 및 종료정리를 정의하는 작업, 이 모두가 여러분의 손에 달려 있습니다.

좋은 타입이란 문법이 자연스럽고, 의미구조가 직관적이며, 효율적인 구현이 한 가지 이상 가능해야 합니다.

 

 

효과적인 클래스를 설계하기 위해 고려해야 할 사항

새로 정의한 타입의 객체 생성 및 소멸은 어떻게 이루어져야 하는가?  
이 부분에 따라 클래스 생성자 및 소멸자의 설계가 바뀝니다.
메모리 할당 함수를 직접 작성 할 경우에는 이들 함수의 설계에도 영향을 미칩니다.
(operator new, operator new[], operator delete, operator delete[] )

객체 초기화는 객체 대입과 어떻게 달라야 하는가?
초기화와 대입은 각각에 해당되는 함수 호출이 아예 다르기 때문에 정확히 구분해야 한합니다. (Effective c++ 항목4 참조)

새로운 타입으로 만든 객체가 값에 의해 전달되는 경우에 어떤 의미를 줄 것인가?
어떤 타입에 대해 '값에 의한 전달'이 이루어지는 경우 복사 생성자가 호출됩니다.

새로운 타입이 가질 수 있는 적법한 값에 대한 제약은 무엇으로 잡을 것인가?
클래스의 데이터 멤버의 몇 가지 조합 값만은 반드시 유효해야 하는데, 이런 조합을 가리켜 불변 속성이라고 합니다. 불변속성에 따라 클래스 멤버 함수 안에서 해 주어야 할 에러 점검 루틴이 좌우되는데, 특히 생성자, 대입 연산자, 각종 '쓰기(setter)' 함수는 불변속성에 많이 좌우됩니다. 또 함수가 발생시키는 예외에도 영향을 미치며, 예외 지정(exception specification)을 쓴다면 그 부분에도 영향을 줍니다.

클래스의 인스턴스를 생성할 경우 생성자는 해당 인스턴스가 반드시 유효하도록 모든 처리를 해주어야 하고, 클래스의 멤버함수들 역시 해당 인스턴스의 멤버 변수를 유효한 범위에서만 조작하도록 강제해야 한다

 
기존의 클래스 상속 계통망(inheritance graph)에 맞출 것인가?
클래스의 상속 시 멤버 함수가 가상인가 비가상인가의 여부가 가장 큰 요인입니다.(Effective c++ 34,36참조) 여러분이 만든 클래스를 다른 클래스들이 상속할 수 있게 만들자고 결정했다면, 이에 따라 멤버함수의 가상 함수 여부가 결정됩니다. 특히 소멸자가 그렇습니다.(Effective c++ 7참조)

어떤 종류의 타입 변환을 허용할 것인가?
T1 타입의 객체를 T2 타입의 객체로 암시적(implicitly) 변환되도록 만들고 싶다면, T1클래스에 타입 변환 함수를 하나 넣어두든가(이를테면 operator T2)  아니면 인자 한 개로 호출될 수 있는 비명시 호출(non-explicit) 생성자를 T2클래스에 넣어두어야 할 것입니다.

명시적(explicit)타입 변환만 허용하고 싶을 경우에는, 해당 변환을 맡는 별도 이름의 함수를 만들되 타입 변환 연산자 혹은(인자 하나로 호출될 수 있는) 비명시 호출 생성자는 만들지 말아야 할 것이고요.(명시적 변환 및 암시적 변환 함수의 예제 Effective c++ 15 참조)

어떤 연산자와 함수를 두어야 의미가 있을까?
여러분의 클래스 안에 선언할 함수가 바로 여기서 결정됩니다. 어떤 것들은 멤버함수로 적당할 것이고, 또 몇몇은 그렇지 않을 것입니다.  (Effective c++ 23,24,46참조)

표준 함수들 중 어떤 것을 허용하지 말 것인가?
private로 선언해야 하는 함수가 여기에 해당됩니다. (Effective c++ 6 참조)

새로운 타입의 멤버에 대한 접근권한을 어느 쪽에 줄 것인가?
public, protected, private영역 중 어떤 곳을 선택할 것인지 또는, Friend로  만들어야 할 클래스 및 함수를 정하거나 클래스를 중첩시켜도 되는가에 대한 결정을 내리는 데도 생각 해봐야 합니다.

'선언되지 않은 인터페이스'로 무엇을 둘 것인가?
여러분이 만들 타입이 제공할 보장이 어떤 종류일까에 대한 질문으로서 보장할 수 있는 부분은 수행 성능 및 예외 안전성(EC++ 29),그리고 자원 사용 등입니다. 이들에 대해 여러분이 보장하겠다고 결정한 결과는 클래스 구현에 있어서 제약으로 작용하게 됩니다.

새로 만드는 타입이 얼마나 일반적인가?
동일 계열의 타입군을 정의 할 때는 새로운 클래스를 만드는 것이 아닌 ‘새로운' 클래스 템플릿을 정의해야 할 것입니다.

정말로 꼭 필요한 타입인가?
일부로 클래스를 만들어 사용하는 것보다는 비멤버 함수라든지 템플릿을 사용하는 편이 낫습니다.

결론

클래스 설계는 타입 설계 입니다. 효과적인 클래스를 정의하기 위해서는  이번 항목에 나온 모든 고려사항을 빠짐없이 점검해 보십시오.