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Item18: 상속보다는 컴포지션을 사용하라

여기서의 상속은 클래스가 다른 클래스를 확장하는 구현 상속을 말한다. 인터페이스 상속과는 무관하다.

상속의 문제점

메서드 호출과 달리 상속은 캡슐화를 깨뜨린다.

상위 클래스가 어떻게 구현되느냐에 따라 하위 클래스의 동작에 이상이 생길 수 있다. 다시 말하자면 상위 클래스의 내부 구현이 달라졌을 시, 아무것도 건드리지 않은 하위 클래스가 오동작할 수 있다.

HashSet 예제

public class InheritanceHashSet<E> extends HashSet<E> {

    private int addCount = 0;

    public int getAddCount() {
        return addCount;
    }

    @Override
    public boolean add(final E e) {
        addCount++;
        return super.add(e);
    }

    @Override
    public boolean addAll(final Collection<? extends E> c) {
        addCount += c.size();
        return super.addAll(c);
    }
}

        InheritanceHashSet<String> s = new InheritanceHashSet<>();
        s.addAll(Arrays.asList("1", "2", "3"));

        System.out.println(s.getAddCount()); //결과: 6

위 코드는 실행했을 때 addCount의 값이 3이 나올 것으로 예상했지만 실제로는 6이 반환된다.

HashSet의 addAll 메서드가 자기 자신의 add 메서드를 사용해서 그렇다.

    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        boolean modified = false;
        for (E e : c)
            if (add(e))
                modified = true;
        return modified;
    }

해결책(컴포지션)

메서드의 재정의하는 것보다 새로 만드는 게 나을 수 있다.

훨씬 안전한 방법이긴 하지만 위험 요소가 전혀 없는 것은 아니다. 만약 하위 클래스에서 추가한 메서드의 명과 파라미터가 같고 리턴 타입만 다르다면 그 클래스는 컴파일조차 되지 않는다.

기존 클래스를 확장하는 대신에 새로운 클래스를 만들고 private 필드로 기존 클래스의 인스턴스를 참조하게 하면 된다.

  • Composition: 기존 클래스가 새로운 클래스의 구성요소로 쓰이는 것
  • Forwarding: 새로운 클래스의 인스턴스 메서드들이 기존클래스에 대응하는 메서드를 호출해 그 결과를 반환하는 것

예제

public class ForwardingSet<E> implements Set<E> {
    private final Set<E> s;

    public ForwardingSet(Set<E> s) { this.s = s;}

    public void clear() { s.clear(); }
    public boolean contains(Object o) {return s.contains(o); }
    public boolean isEmpty() { return s.isEmpty(); }
    public int size() { return s.size(); }
    public boolean add(E e) { return s.add(e); }
    public boolean remove(Object o) {return s.remove(o); }
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) { return s.addAll(c); }
    ...
}

public class CompositionHashSet<E> extends ForwardingSet<E> {
    private int addCount = 0;

    public CompositionHashSet(final Set<E> s) {
        super(s);
    }

    @Override
    public boolean add(final E e) {
        addCount++;
        return super.add(e);
    }

    @Override
    public boolean addAll(final Collection<? extends E> c) {
        addCount += c.size();
        return super.addAll(c);
    }

    public int getAddCount() {
        return addCount;
    }
}

위 코드는 다른 Set 인스턴스를 감싸고 있다는 뜻에서 래퍼 클래스라고 한다.


언제 상속을 사용해야하나?

상위 클래스와 하위 클래스의 관계가 is-a관계일때만 사용해야 한다.

즉, 반드시 하위 클래스가 상위 클래스의 진짜 하위타입인 상황에서만 쓰여야 한다. 그렇지 않다면 위와 같이 컴포지션을 사용하면 된다.

컴포지션을 사용해야할 상황에서 상속을 사용하는건 내부 구현을 불필요하게 노출하며, 상위 클래스의 결함까지도 그대로 계승한다. 왠만하면 컴포지션을 사용하자!