[NEXTSTEP] 첫 번째 미션을 마무리 하면서

들어가며

이번 글에서는 자동차 경주 과제를 진행하면서 배웠던점과 느낀 점들에 대해서 정리하고자 합니다.

배운 점

먼저 도메인을 설계하자

Inside-out 방식으로 구현하는 것이 중요합니다.
즉, 1:N 관계일 때 N인 객체를 먼저 테스트하는 것이 TDD 하기에 적합합니다.

테스트가 어려운 메서드는 구조 설계에서 제일 하단으로 옮기자

public class RandomNumberGenerator {
    
    private Random random;
    
    public RandomNumberGenerator() {
        this.random = new Random();
    }
    
    public int generateRandomNumber(int min, int max) {
        return random.nextInt(max - min + 1) + min;
    }
}

위 클래스는 주어진 범위에서 무작위로 숫자를 생성하는 기능을 가지고 있습니다. 하지만 이 클래스의 generateRandomNumber 메소드는 테스트하기가 어려울 수 있습니다. 왜냐하면 실행될 때마다 다른 결과를 반환하기 때문입니다.
따라서 이 메서드를 구조 설계에서 하단으로 옮겨서 테스트하기 쉽게 만들 수 있습니다. 예를 들어, 메서드의 로직을 추출하고 이를 인터페이스를 통해 주입하는 방식을 사용할 수 있습니다.

public interface RandomNumberProvider {
    int getRandomNumber(int min, int max);
}

public class RandomNumberGenerator implements RandomNumberProvider {
    
    private Random random;
    
    public RandomNumberGenerator() {
        this.random = new Random();
    }
    
    @Override
    public int getRandomNumber(int min, int max) {
        return random.nextInt(max - min + 1) + min;
    }
}

이렇게 하면, RandomNumberProvider 인터페이스를 구현한 클래스를 만들어서 테스트할 때 해당 클래스의 Mock 또는 Stub을 사용할 수 있습니다.
이를 통해 예측 가능한 결과를 얻을 수 있게 됩니다. 따라서 random 함수와 같이 실행 결과가 무작위로 변하는 상황에서도 테스트가 쉽고 유지보수가 용이한 코드를 작성할 수 있습니다.

구현할 기능과 테스트 목록을 작성해라.

평소에 문서화는 좋은 개발 방향성이 아니라고 생각했었습니다. 코드의 가독성을 올려서 코드 자체가 문서화된 결과라고 생각했었습니다.
하지만 TDD를 진행하면서 문서화한 결과물을 코드에 바로 적용할 수 있다면 이는 의미 있는 작업이란 걸 알게 되었습니다.

위와 같이 테스트에 대한 명세서를 먼저 설계하고 테스트 내용은 @DisplayName에 작성한 내용들을 옮겨놓고 작업을 하니 구현해야 할 사항들이 명확해지면서 놓친 테스트들이 없게 되었습니다.
앞으로 신규 개발건 또는 레거시 개발건들에 대해서 테스테에 대한 내용들은 문서화해 놓고 작업을 진행하려고 합니다.

레거시 코드를 빠르게 테스트하고 싶다면?

개인적으로 이번 단원에서 미션을 구현하면서 배운 가장 큰 점이라고 생각합니다

// 기존의 어려운 테스트를 해야하는 메소드
class OriginalClass {
    public int complexMethod(int a, int b) {
        // 복잡한 로직이 포함된 메소드
        return a + b;
    }
}

위와 같이 테스트하기 복잡한 어려운 메서드가 있다고 가정해 보겠습니다.
이럴 경우 인터페이스를 사용하면 테스트하기가 굉장히 쉬워집니다.

// 인터페이스로 리팩토링
interface SimpleInterface {
    int complexMethod(int a, int b); //기존 메소드와 동일하게 이름 설정
}

위와 같이 기존의 복잡한 메서드와 일치한 인터페이스를 생성합니다.

// 테스트 코드
class TestClass {
    public void testMethod() {
        // 인터페이스를 지역 메소드로 사용
        SimpleInterface simpleInterface = new SimpleInterface() {
            @Override
            public int complexMethod(int a, int b) {
                return a + b;
            }
        };

        // 테스트
        int result = simpleInterface.complexMethod(3, 4);
        System.out.println("Result: " + result);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestClass test = new TestClass();
        test.testMethod();
    }
}

이후 위와 같이 인터페이스를 지역메서드를 사용해서 테스트 코드를 작성하면 복잡한 메서드도 테스트 코드 작성이 가능합니다.

정규표현식은 Static을 사용해서 사용해라

public class Calculator {
    private static final Pattern numberPattern = Pattern.compile(":|,");
    ...
}

자바 String의 split 메서드는 정규표현식 Pattern 자원을 생성해서 사용하는데 이때 생성하는 리소스가 크기 때문에 위와 같이 힙 영역에 한 번 생성한 뒤 재활용해서 사용하는 게 좋은 방법입니다.
그런데 항상 Pattern을 힙 영역에 생성해서 사용하는게 좋은 방법은 아닙니다. 아래 사진을 보면 split 메서드인데 주석에 보면 fastpath라고 적혀있습니다.

이게 무슨 의미냐면 정규 표현식을 한 문자로 사용하면서 아래 케이스(fastPath가 안 되는 경우 참조)가 아닌 경우에는 Pattern을 힙 영역에 생성해서 사용하는 것보다 더 빠르다는 것을 의미합니다.
따라서 한 문자면서 아래와 같은 경우가 아니라면 Pattern을 힙 영역에 선언해서 사용하지 않고 그냥 split을 사용하는 게 좋은 방법이고 그게 아니라면 Pattern을 힙 영역에 생성해서 사용하는 것이 좋은 방법입니다.

[fastpath가 안 되는 경우]

"."
"$"
"|"
"("
")"
"["
"{"
"^"
"?"
"*"
"+"
""
"""
아스키 문자가 아니여야 함.
정규식이 두 글자인데 첫 번째 문자는 백슬레시이면서 아스키숫자나 알파벳이 아닌 경우 (ex: "$")

일급 컬렉션이란?

일급 컬렉션"이란 프로그래밍 언어에서 일급 시민(First-class citizen)으로 취급되는 컬렉션(자료구조)을 가리킵니다.
즉, 해당 언어에서 컬렉션을 변수나 함수의 매개변수, 반환값으로 사용할 수 있는 등의 특성을 말합니다.
일급 컬렉션을 사용하게 될 경우 상위 객체에 책임과 역할을 분담하여 가독성 높은 코드를 작성할 수 있는 설계의 기반이 됩니다.

예외가 발생할 수 있는 Exception들을 정확히 명시해라

public static String inputCarGroupName() {
        System.out.println("경주할 자동차 이름을 입력하세요(이름은 쉼표(,)를 기준으로 구분).");
        try {
            String carNames = scanner.nextLine();
            checkCarNamesMoreThan5Letters(carNames.split(","));
            return carNames;
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(UNEXPECTED_ERROR.getMessage(), e);
        }
    }

위와 같이 자동차의 이름을 입력받는 경우 클라이언트가 입력값을 잘못 입력하여 Excepetion을 명시해줘야 하는 경우가 있습니다.
하지만 위와 같은 방식으로 Exception을 명시할 경우 클라이언트가 어떤 잘못된 방식으로 입력해서 예외가 발생한 지 모릅니다.

public static String inputCarGroupName() {
        System.out.println("경주할 자동차 이름을 입력하세요(이름은 쉼표(,)를 기준으로 구분).");
        try {
            String carNames = scanner.nextLine();
            checkCarNamesMoreThan5Letters(carNames.split(","));
            return carNames;
        } catch (CarNameExceedException e) {
            throw new CarNameExceedException(e.getMessage());
        } catch (InputMismatchException e) {
            throw new RuntimeException(INVALID_INPUT_TYPE_INT.getMessage(), e);
        } catch (NoSuchElementException e) {
            throw new RuntimeException(INVALID_INPUT_EMPTY.getMessage(), e);
        } catch (IllegalStateException e) {
            throw new RuntimeException(ILLEGAL_STATE.getMessage(), e);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(UNEXPECTED_ERROR.getMessage(), e);
        }
    }

따라서 위와 같이 try문 안에서 발생할 수 있는 예외들을 정확히 명시하여 상황별 예외를 catch 하여 어떤 예외가 발생하였는지 알 수 있도록 구현해야 합니다.

디미터 법칙을 준수하자

디미터 법칙은 객체 지향 프로그래밍에서 객체 간의 결합도를 줄이기 위한 설계 원칙 중 하나입니다.
디미터 법칙은 객체가 다른 객체와 상호작용해야 할 때 객체 안의 메서드를 직접적으로 사용하는 것이 아닌 해당 객체에 속한 메서드를 사용해 기능을 수행해야 합니다.
즉, 객체는 자신이 직접 접근할 수 있는 범위 내에서만 메서드를 호출해야 합니다. 따라서. 를 여러 번 붙여서 사용하는 코드는 디미터 법칙을 위반하는 대표적인 예시입니다.

public class Person {
    private String name;
    private Department department;

    public Person(String name, Department department) {
        this.name = name;
        this.department = department;
    }

    public Department getDepartment() {
        return department;
    }
}

public class Department {
    private String name;
    private Manager manager;

    public Department(String name, Manager manager) {
        this.name = name;
        this.manager = manager;
    }

    public Manager getManager() {
        return manager;
    }
}

public class Manager {
    private String name;

    public Manager(String name) {
        this.name = name;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Manager manager = new Manager("John");
        Department department = new Department("HR", manager);
        Person person = new Person("Alice", department);

        // 디미터 법칙 위반
        String managerName = person.getDepartment().getManager().getName();
        System.out.println("Manager: " + managerName);
    }
}

위 예시는 **Person** 객체 안의 **Department**, **Manager**, **Name** 정보를 getter로 조회해서 사용하기 위해 도트(.)를 통해서 메서드 체이닝을 사용하여 디미터 법칙을 위반하는 예시입니다.

public class Person {
    private String name;
    private Department department;

    public Person(String name, Department department) {
        this.name = name;
        this.department = department;
    }

    public Department getDepartment() {
        return department;
    }

    // 새로운 메서드 추가
    public String getManagerName() {
        return department.getManagerName();
    }
}

public class Department {
    private String name;
    private Manager manager;

    public Department(String name, Manager manager) {
        this.name = name;
        this.manager = manager;
    }

    public String getManagerName() {
        return manager.getName();
    }
}

public class Manager {
    private String name;

    public Manager(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Manager manager = new Manager("John");
        Department department = new Department("HR", manager);
        Person person = new Person("Alice", department);

        // 디미터 법칙 준수
        String managerName = person.getManagerName();
        System.out.println("Manager: " + managerName);
    }
}

위의 수정된 코드에서는 Person 클래스에 getManagerName() 메서드를 추가하여 디미터 법칙을 준수하였습니다.
Person 클래스에서는 Department 클래스의 내부 구조에 직접 접근하지 않고도 **Manager**의 이름을 가져올 수 있습니다. 이러한 변경으로 인해 객체 간의 결합도가 낮아지고, 코드의 유지 보수성과 확장성이 향상되게 됩니다.

주생성자를 잘 이용해서 클라이언트의 편의성을 도모하자!

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // 주 생성자 (Primary Constructor)
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 부 생성자 (Secondary Constructor) - 나이를 기본값으로 설정
    public Person(String name) {
        this(name, 0); // 부 생성자 내부에서 주 생성자 호출
    }

구현한 객체는 클라이언트가 어떤 방식으로든 객체를 생성하기 쉽도록 만들어야 합니다.
이때 주성생 자를 먼저 선언한 뒤 부생성자를 추가하는 방식으로 구현하게 되면 클라이언트가 객체 선언 시 선택지를 다양하게 가져갈 수 있는 구현 방식이 됩니다.
위 코드 예시에서 주생성자만 있었다면 두 가지 필드 정보를 전부 입력해야만 객체를 생성할 수 있었지만 부생성자를 선언하여 문자열만 입력해도 Person 객체를 생성할 수 있게 되었으므로 클라이언트는 객체를 선언할 때 선택지가 늘어나 편의성을 얻게 됩니다.

이외의 좋은 말들

구현하기 어렵다면?

단위테스트, 요구사항 무시하고 일단 구현해라.
구현하다 보면 도메인 지식이 머리에 쌓인다.
이후 구현한 모든 코드를 버려라.
다시 구현할 기능 목록을 작성하고 간단한 도메인을 설계해라.

레거시 코드가 있는 상태에서 리팩터링 하는 것이 더 어렵다.

생성자가 여러 개일 경우 정적메서드를 고려해라.
클래스가 너무 클 경우 별도 클래스로 분리해라

정리

필드 값은 원시 클래스로 분리해서 단일 책임 원칙을 유지하도록 하자
컬렉션은 일급 컬렉션 클래스로 분리하여 단일 책임 원칙을 유지하도록 하자
실무에서 레거시 코드 중 메서드가 테스트코드하기 힘든 코드라면 메서드를 추출한 뒤 테스트 코드에서 지역 메소드를 인터페이스를 재정의해서 테스트할 수 있다.

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들어가며

배운 점

먼저 도메인을 설계하자

테스트가 어려운 메서드는 구조 설계에서 제일 하단으로 옮기자

구현할 기능과 테스트 목록을 작성해라.

레거시 코드를 빠르게 테스트하고 싶다면?

정규표현식은 Static을 사용해서 사용해라

일급 컬렉션이란?

예외가 발생할 수 있는 Exception들을 정확히 명시해라

디미터 법칙을 준수하자

주생성자를 잘 이용해서 클라이언트의 편의성을 도모하자!

이외의 좋은 말들

구현하기 어렵다면?

레거시 코드가 있는 상태에서 리팩터링 하는 것이 더 어렵다.

생성자가 여러 개일 경우 정적메서드를 고려해라.클래스가 너무 클 경우 별도 클래스로 분리해라

정리

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생성자가 여러 개일 경우 정적메서드를 고려해라.
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