[정보처리산업기사] 22강 객체지향 분석 및 설계

1. 객체지향 분석의 개념

객체지향 분석은 사용자의 요구사항을 분석하여 요구된 문제와 관련된 모든 클래스, 이와 연관된 속성과 연산, 그들 간의 관계등을 정의하여 모델링하는 작업이다.

• 소프트웨어를 개발하기 위한 업무를 객체와 속성, 클래스와 멤버, 전체와 부분 등으로 나누어 분석한다.
• 클래스, 객체, 속성, 연산들을 표현해서 모형화할 수 있게 해준다.
• 클래스로부터 인스턴스화하고, 클래스를 식별하는 것이 객체지향 분석의 주요한 목적

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2. 객체지향 분석의 방법론

✅ Rumbaugh 방법

• 분석 활동을 객체 모델, 동적 모델, 기능 모델로 나누어 수행하는 방법

✅ Booch 방법

• 클래스와 객체들을 분석 및 식별하고 클래스의 속성과 연산을 정의하는 방법

✅ Jacobson 방법

• Use Case를 강조하여 사용하는 분석 방법

✅ Coad와 Yourdon 방법

• ER 다이어그램을 사용하여 객체의 행위를 모델링하며, 객체 식별, 구조 식별, 주제 정의, 속성과 인스턴스 연결 정의, 연산과 메시지 연결 정의 등의 과정으로 구성하는 방법

✅ Wirfs-Brock 방법

• 분석과 설계 간의 구분이 없고, 고객 명세서를 평가해서 설계 작업까지 연속적으로 수행하는 기법

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3. 럼바우(Rumbaugh)의 분석 기법

가장 일반적으로 사용되는 방법으로 소프트웨어 구성 요소를 그래픽 표기법을 이용하여 모델링하는 기법으로 객체 모델링 기법(OMT, Object Modeling Technique)이라고도 불린다.

• 분석 활동을 객체 모델, 동적 모델, 기능 모델로 나누어 수행하는 방법
• 모든 SW 구성 요소를 그래픽 표기법으로 활용하여 모델링하여 시스템 개발의 전 단계가 추상화, 캡슐화, 상속성 등 일관된 객체 지향 개념이 적용되는 객체 지향 개발 방법

분석 절차 : 객체 모델링 --> 동적 모델링 --> 기능 모델링 순으로 진행

✅ 객체 모델링(Object Modeling)

• 정보 모델링. 시스템에서 요구되는 객체 찾아내 속성과 연산 식별 및 객체들 간 관계 규정하여 그래픽 다이어그램으로 표시
• 실세계 문제 영역으로부터 객체와 클래스 추출해 그들 간 관계 연관화, 집단화, 일반화 중심으로 규명하며, 클래스 속성과 연산 함께 표현함으로써 시스템 정적 구조 생성

✅ 동적 모델링(Dynamic Modeling)

• 상태 다이어그램 사용하여 시스템 행위 기술

✅ 기능 모델링(Function Modeling)

• 자료 흐름도(DFD) 이용, 다수 프로세스 간 자료 흐름 중심으로 처리 과정 표현
• 어떤 데이터를 입력하면 어떤 결과 구할 것인지 표현

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4. 객체지향 설계 원칙

객체지향 설계 원칙은 시스템 변경이나 확장에 유연한 시스템을 설계하기 위해 지켜야 할 다섯가지 원칙으로, 원칙의 앞 글자를 따 SOLID 원칙이라고도 한다.

• 설계 원칙 5가지
  1. SPR(Single Responsibility Principle) : 단일 책임 원칙
  2. OCP(Open Closed Principle) : 개방 폐쇄 원칙
  3. LSP(Liskov Substitution Principle) : 리스코프 치환 원칙
  4. ISP(Interface Segregation Principle) : 인터페이스 분리 원칙
  5. DIP(Dependency Inversion Principle) : 의존 역전 원칙

✅ SRP = 단일 책임 원칙

• 어떤 클래스를 변경해야 하는 이유는 오직 하나 뿐이어야 한다.
• SRP가 안지켜진 사례
  • 변수레벨
    • 하나의 속성이 여러 의미를 갖는 경우
    • 어떤 곳에서는 쓰고, 어떤 곳에선 안쓰는 속성이 있는 경우
  • 메소드레벨
    • 분기처리를 위한 if문이 많을 경우

✅ OCP = 개방 폐쇄 원칙

• 소프트웨어 엔티티(클래스, 모듈, 함수 등)는 확장에 대해서는 열려 있어야 하지만 변경에 대해서는 닫혀 있어야 한다.
• 즉, 자신의 확장에는 열려있고, 주변의 변화에 대해서는 닫혀 있어야 한다는 것이다. 이것은 interface 를 통해 구현하여 해결한다.

현실의 예를들면 상점직원이 아무리 바뀐다고해서 손님이 상품을 구매하는 데는 지장이 없다.
이는 직원은 판매 인터페이스를 구현해야하기 때문이다.
손님은 판매인터페이스와 소통하기 때문에 직원이 누구든 지장이 없다.

✅ LSP = 리스코프 치환 원칙

• 서브타입은 언제나 자신의 기반타입으로 교체할 수 있어야 한다.
• 즉, 하위 클래스의 인스턴스는 상위형 객체 참조 변수에 대입해 상위 클래스의 인스턴스 역할을 수행하는 데 문제가 없어야 한다.
• 이것은 OOP 4대 특성의 상속, 인터페이스 원칙이 잘 지켜진 다면 LSP는 자동으로 잘 적용된 것이다. (주로 조직도, 계층도 관점에서의 상속이 LSP를 위배하는 문제가 생긴다)

✅ ISP = 인터페이스 분리 원칙

• 클라이언트는 자신이 사용하지 않는 메소드에 의존 관계를 맺으면 안된다.
• ISP는 SRP와 비슷하지만 인터페이스를 통한 다른 해결책을 제안하고 있다.

예를들어 class 사람 implements 군인 이면 군인 홍길동 = new 사람() 을 통해 군인 인터페이스의 메소드만을 사용하도록 제한하는 것이다.
SRP였다면 class를 나눠버렸겠지만.. 일반적으론 ISP보다 SRP 할 것이 권장된다.

✅ DIP = 의존 역전 원칙

• 고차원 모듈은 저차원 모듈에 의존하면 안된다.
• 추상화된 것은 구체적인 것에 의존하면 안된다.
• 구체적인 것이 추상화된 것에 의존해야 한다.
• 자주 변경되는 클래스에 의존하지 말자. 로 요약될 수 있다.
• 즉, 자신보다 변하기 쉬운 것에 의존하지 말라는 것이다.
• 해결방법은 OCP와 비슷한데, 구체적인 class가 아닌, 인터페이스에 의존함으로써 DIP를 해결한다.