[객체지향 프로그래밍] 캡슐화 - 데이터 보호와 정보 은닉의 핵심 원리

캡슐화(Encapsulation)란?

캡슐화는 객체지향 프로그래밍의 중요한 개념으로, 객체 내부에서 데이터를 보호하고 외부에서 직접 접근할 수 없도록 막습니다. 이 과정에서 객체 내부 구현이 변경되더라도 외부 코드에 영향을 주지 않도록 해서, 유지보수성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 즉, 데이터의 무결성 보호와 유연한 코드 수정이 주요 목적입니다.

• 캡슐화의 주요 목적
  • 데이터의 직접적인 접근을 제한합니다.
  • 데이터를 수정하거나 가져올 때 검증 로직을 추가해서 안전하게 처리합니다.
  • 외부에 객체의 내부 구현을 숨기고, 필요한 정보만 노출해서 코드의 유연성을 높입니다.

접근 제어자와 정보 은닉

접근 제어자는 정보 은닉과 캡슐화를 구현하는 기본 수단입니다. 정보 은닉은 불필요한 데이터 노출을 막고, 객체의 외부에서 특정 속성에 직접 접근하는 것을 제한합니다. 이를 위해 접근 제어자가 사용되며, 각각의 제어자는 외부에서 데이터와 메서드에 대한 접근 권한을 조절합니다. 자바에서는 네 가지 접근 제어자를 제공하며, 이를 통해 어떤 클래스가 객체의 속성이나 메서드에 접근할 수 있을지를 결정합니다.

• 주요 접근 제어자
  • public : 모든 클래스에서 접근이 가능합니다. 객체 간 상호작용에 자주 사용되지만, 무분별한 사용은 데이터 보호와 목적을 훼손할 수 있습니다.
  • protected : 같은 패키지와 자식 클래스에서만 접근이 가능합니다. 상속과 관련된 상호작용에 유용합니다.
  • private : 같은 클래스 내에서만 접근이 가능합니다. 가장 강력한 정보 은닉 수단으로, 데이터를 안전하게 보호합니다.
  • default : 같은 패키지 내에서만 접근이 가능합니다. 별도의 키워드를 사용하지 않습니다.

예시 코드로 확인하는 캡슐화

캡슐화의 개념을 좀 더 구체적으로 살펴보기 위해 자동차(Car) 클래스를 예시 코드로 작성해보겠습니다. 자동차의 모델명과 속도를 관리하는 클래스에서, 속도가 0 이상일 때만 설정되도록 로직을 추가해서 데이터의 유효성을 유지하는 방법을 볼 수 있습니다. 아래 코드에서는 캡슐화의 구현과 유효성 검사의 필요성을 보여줍니다.

class Car {
    private String model;
    private int speed;

    // 모델명을 가져오는 메서드
    public String getModel() {
        return model;
    }

    // 모델명을 설정하는 메서드
    public void setModel(String model) {
        this.model = model;
    }

    // 속도를 가져오는 메서드
    public int getSpeed() {
        return speed;
    }

    // 속도를 설정하는 메서드 (속도는 0 이상만 설정 가능)
    public void setSpeed(int speed) {
        if (speed >= 0) {
            this.speed = speed;
        }
    }
}

위 코드에서 speed 필드가 private으로 선언되어 외부에서 직접 접근할 수 없습니다. 대신 setSpeed 메서드를 통해 속도를 설정할 수 있으며, 속도 값이 0 이상일 경우에만 값이 설정되도록 유효성 검사를 추가했습니다. 다음과 같은 방식을 통해 잘못된 값이 설정되는 것을 방지할 수 있습니다. 접근 제어자를 사용한 캡슐화의 가장 중요한 실용성은 객체의 속성을 보호하고, 속성의 유효성을 보장하는 검증 로직을 추가할 수 있다는 점입니다.

유효성 검사 추가의 중요성

캡슐화를 통해 속성에 대한 직접 접근을 차단하고, 유효성 검사를 통해 객체의 상태를 항상 정상적으로 유지할 수 있습니다. 예를 들어, setSpeed 메서드에서 음수의 속도가 설정되는 것을 방지하고, 자동차의 속도가 0 아래로 내려가는 비정상적인 상태를 막습니다. 접근 제어자를 사용한 캡슐화의 가장 중요한 실용성은 객체의 속성을 보호하고, 속성의 유효성을 보장하는 검증 로직을 추가할 수 있다는 점입니다. 이는 캡슐화가 단순한 데이터 은닉을 넘어, 안전한 데이터 관리를 위한 도구임을 보여줍니다.

결론

캡슐화는 객체지향 프로그래밍에서 매우 중요한 개념으로, 객체의 데이터와 메서드를 하나로 묶고, 외부에서 이를 임의로 수정할 수 없도록 보호합니다. 캡슐화를 통해 객체의 데이터 무결성을 보장하고, 외부와의 상호작용을 제어함으로써 객체 내부 구현의 유연성과 유지보수성을 높일 수 있습니다. 특히, getter와 setter를 사용해서 데이터를 안전하게 관리하고, 유효성 검사를 추가해서 잘못된 값이 할당되는 것을 방지하는 것이 핵심입니다. 캡슐화는 데이터 보호화 유지보수의 용이성을 제공하는 동시에, 객체지향 설계의 기본 원칙을 충실히 따르는 방법입니다. 이 개념을 잘 이해하고 활용해야 안전한 코드를 작성할 수 있습니다.