객체지향 프로그래밍 패러다임에서 은닉화는 중요한 개념 중 하나이다. 이를 구현하기 위한 핵심 기능인 접근 제어에 대해 알아보자.
12.1 접근제어란
접근제어는 코드끼리 상호작용 할 때 파일 간 또는 모듈 간에 접근을 제한할 수 있는 기능이다. 접근제어를 통해 코드의 상세 구현은 숨기고 허용된 기능만 사용하는 인터페이스를 제공한다.
12.1.1 접근제어의 필요성
캡슐화와 은닉화를 구현하는 이유는 외부에서 보거나 접근하면 안 되는 코드가 있기 때문이다. 불필요한 접근으로 의도치 않은 결과를 초래하거나 꼭 필요한 부분만 제공을 해야되는데 전체 코드가 노출될 가능성이 있을 때 접근제어를 이용한다.
12.1.2 모듈과 소스파일
스위프트의 접근제어는 모둘과 소스파일을 기반으로 설계되었다. 모듈은 배포할 코드의 묶음 단위이다. 스위프트에서는 import 키워드를 사용해 불러온다.
소스파일은 하나의 스위프트 소스 코드 파일을 의미한다. 스위프트에서는 보통 파일 하나에 타입 하나만 정의하지만, 때로는 소스파일 하나에 여러 타입(여러 개의 클래스나 구조체, 열거형 등)이나 함수 등 많은 것을 정의하거나 구현할 수도 있다.
12.2 접근수준(Access Level)
접근제어는 접근수준 키워드를 통해 구현할 수 있다. 각 타입(클래스, 구조체, 열거형 등)에 특정 접근수준을 지정할 수 있고, 타입 내부의 프로퍼티, 메서드, 이니셜라이저, 서브스크립트 각각에도 접근수준을 지정할 수 있다. 접근수준을 명시할 수 있는 키워드는 open, public, internal, fileprivate, private 다섯 가지가 있다.
(1) ~ (5)
접근도: 높음 ←→ 낮음
(1) open
- 접근수준: 개방 접근수준
- 범위: 모듈 외부까지
- 비고: 클래스에서만 허용
(2) public
- 접근수준: 공개 접근수준
- 범위: 모듈 외부까지
(3) Internal
- 접근수준: 내부 접근수준
- 범위: 모듈 내부
(4) fileprivate
- 접근수준: 파일 외부 비공개 접근수준
- 범위: 파일 내부
(5) private
- 접근수준: 비공개 접근수준
- 범위: 기능 정의 내부
12.2.1 공개 접근수준 - public
public으로 접근수준이 지정된 요소는 어디서든 쓰일 수 있다. 자신이 구현된 소스 파일은 물론, 그 소스파일이 속해 있는 모듈, 그 모듈을 가져다 쓰는 모듈 등 모든 곳에서 사용할 수 있다. 주로 프레임워크에서 외부와 연결될 인터페이스를 구현하는데 많이 쓰인다. 우리가 사용하는 스위프트의 기본 요소는 모두 공개 접근수준으로 구현 되어 있다고 생각하면 된다.
12.2.2 개방 접근수준 - open
open 키워드로 지정할 수 있는 개방 접근수준은 공개 접근수준 이상으로 높은 접근수준이며, 클래스와 클래스의 멤버에서만 사용할 수 있다. 기본적으로 public과 비슷하지만 다음과 같은 차이점이 있다.
- open을 제외한 다른 모든 접근수준의 클래스는 그 클래스가 정의된 모듈 안에서만 상속할 수 있다.
- open을 제외한 다른 모든 접근수준의 클래스 멤버는 해당 멤버가 정의된 모듈 안에서만 재정의 할 수 있다.
- open인 클래스는 그 클래스가 정의된 모듈 밖의 다른 모듈에서도 상속할 수 있다.
- open인 클래스 멤버는 해당 멤버가 정의된 모듈 밖의 다른 모듈에서도 재정의할 수 있다.
클래스를 개방 접근수준으로 명시하는 것은 그 클래스를 다른 모듈에서도 부모클래스로 사용하겠다는 목적으로 클래스를 설계하고 코드를 작성했음을 의미한다.
12.2.3 내부 접근수준 - internal
internal 키워드로 지정하는 내부 접근수준은 기본적으로 모든 요소에 암묵적으로 지정하는 기본 접근수준이다. internal로 지정된 요소는 소스파일이 속해 있는 모듈 어디에서든 쓰일 수 있다. 다만 그 모듈을 가져다 쓰는 외부 모듈에서는 접근할 수 없다. 보통 외부에서 사용할 클래스나 구조체가 아니며, 모듈 내부에서 광역적으로 사용할 경우 내부 접근수준을 지정한다.
12.2.4 파일 외부 비공개 접근수준 - fileprivate
fileprivate 키워드로 지정된 요소는 그 요소가 구현된 소스파일 내부에서만 사용할 수 있다. 해당 소스파일 외부에서 값이 변경되거나 함수를 호출하면 부작용이 생길 수 있는 경우에 사용하면 좋다.
12.2.5 비공개 접근수준 - private
private 접근수준은 가장 한정적인 범위이다. 비공개 접근수준으로 지정된 요소는 그 기능을 정의하고 구현한 범위 내에서만 사용할 수 있다. 비공개 접근수준으로 지정한 기능은 심지어 같은 소스파일 안에 구현한 다른 타입이나 기능에서도 사용할 수 없다.
12.3 접근제어 구현
접근제어는 접근수준을 지정해서 구현할 수 있다. 각가의 접근수준을 요소 앞에 지정해주기만 하면 된다. internal은 기본 접근수준이므로 굳이 표기해주지 않아도 된다.
/*
코드 12-3. 접근수준을 명시한 각 요소들의 예
*/
open class OpenClass {
open var oopenProperty: Int = 0
public var publicProperty: Int = 0
internal var internalProperty: Int = 0
fileprivate var filePrivateProperty: Int = 0
private var privateProperty: Int = 0
open func openMethod() {}
public func publicMethod() {}
internal func internalMethod() {}
fileprivate func fileprivateMethod() {}
private func privateMethod() {}
}
12.4 접근제어 구현 참고사항
모든 타입에 적용되는 접근수준의 규칙은 '상위 요소보다 하위 요소가 더 높은 접근수준을 가질 수 없다'이다. 비공개 접근수준으로 정의한 구조체 내부의 프로퍼티로 내부수준이나 공개수준을 갖는 프로퍼티를 정의할 수 없다. 또, 함수의 매개변수로 특정 접근수준이 부여된 타입이 전달되거나 반환된다면, 그 타입의 접근수준보다 함수의 접근수준이 높게 설정될 수 없다.
/*
코드 12-4. 잘못된 접근수준 부여
*/
private class AClass {
// 공개 접근수준을 부여해도 AClass의 접근수준이 비공개 접근수준이므로
// 이 메서드의 접근수준도 비공개 접근수준으로 취급된다.
public func someMethod() {
// ....
}
}
// AClass의 접근수준이 비공개 접근수준이므로
// 공개 접근수준의 함수의 매개변수나 반환 값 타입으로 사용할 수 없다.
public func someFunction(a: AClass) -> AClass { // 오류 발생!
return a
}
함수뿐만 아니라 튜플의 내부 요소 타입 또한 튜플의 접근수준보다 같거나 높아야 한다.
/*
코드 12-5. 튜플의 접근수준 부여
*/
internal class InternalClass {} // 내부 접근수준 클래스
private struct PrivateStruct {} // 비공개 접근수준 구조체
// 요소로 사용되는 InternalClass와 PrivateStruct의 접근수준이
// publicTuple보다 낮기 때문에 사용할 수 없다.
public var publicTuple: (first: InternalClass, second: PrivateStruct)
= (InternalClass(), PrivateStruct())
// 요소로 사용되는 InternalClass와 PrivateStruct의 접근수준이
// privateTuple과 같거나 높기 때문에 사용할 수 있다.
private var privateTuple: (first: InternalClass, second: PrivateStruct)
= (InternalClass(), PrivateStruct())
/*
코드 12-6. 접근수준에 따른 접근 결과
*/
// AClass.swift 파일과 Common.swift 파일이 같은 모듈에 속해 있을 경우
// AClass.swift 파일
class AClass {
func internalMethod() {}
fileprivate func filePrivateMethod() {}
var internalProperty = 0
fileprivate var filePrivateProperty = 0
}
// Common.swift 파일
let aInstance: AClass = AClass()
aInstance.internalMethod() // 같은 모듈이므로 호출 가능
aInstance.filePrivateMethod() // 다른 파일이므로 호출 불가 - 오류
aInstance.internalProperty = 1 // 같은 모듈이므로 접근 가능
aInstance.filePrivateProperty = 1 // 다른 파일이므로 접근 불가 - 오류[코드 12-6]처럼 접근수준에 따라 접근이 불가능한 경우가 생긴다. 그렇기 때문에 프레임워크를 만들 때는 다른 모듈에서 특정 기능에 접근할 수 있도록 API로 사용할 기능을 공개 접근수준(public)으로 지정해주어야 한다. 그 외의 요소는 내부 접근수준 또는 비공개 접근수준으로 적절히 설정하면 된다.
열거형의 접근수준을 구현할 때 열거형 내부의 각 case별로 따로 접근수준을 부여할 수는 없다. 각 case의 접근수준은 열거형 자체의 접근수준을 따른다. 또한 열거형의 원시 값 타입으로 열거형의 접근수준보다 낮은 접근수준의 타입이 올 수는 없다. 연관 값의 타입 또한 마찬가지다.
/*
코드 12-7. 열거형의 접근수준
*/
private typealias PointValue = Int
// 오류 - PointValue가 Point보다 접근수준이 낮기 때문에 원시 값으로 사용할 수 없다.
enum Point: PointValue {
case x, y
}
12.5 private와 fileprivate
같은 파일 내부에서 private와 fileprivate 접근수준은 사용할 때 분명한 차이가 있다. fileprivate 접근수준으로 지정한 요소는 같은 파일 어떤 코드에서도 접근할 수 있다.
반면에 private 접근수준으로 지정한 요소는 같은 파일 내부에 다른 타입의 코드가 있더라도 접근이 불가능하다. 그러나 자신을 확장하는 익스텐션 코드가 같은 파일에 존재하는 경우에는 접근할 수 있다.
/*
코드 12-8. 같은 파일에서의 private와 fileprivate의 동작
*/
public struct SomeType {
private var privateVariable = 0
fileprivate var fileprivateVariable = 0
}
// 같은 타입의 익스텐션에서는 private 요소에 접근 가능
extension SomeType {
public func publicMethod() {
print("\(self.privateVariable), \(self.fileprivateVariable)")
}
private func privateMethod() {
print("\(self.privateVariable), \(self.fileprivateVariable)")
}
fileprivate func fileprivateMethod() {
print("\(self.privateVariable), \(self.fileprivateVariable)")
}
}
struct AnotherType {
var someInstance: SomeType = SomeType()
mutating func someMethod() {
// public 접근수준에는 어디서든 접근 가능
self.someInstance.publicMethod() // 0, 0
// 같은 파일에 속해 있는 코드이므로 fileprivate 접근수준 요소에 접근 가능
self.someInstance.fileprivateVariable = 100
self.someInstance.fileprivateMethod() // 0, 100
// 다른 타입 내부의 코드이므로 private 요소에 접근 불가! 오류!
// self.someInstance.privateVariable = 100
// self.someInstance.privateMethod()
}
}
var anotherInstance = AnotherType()
anotherInstance.someMethod()
12.6 읽기 전용 구현
같은 변경할 수 없도록 구현하려면? 또, 서브스크립트도 읽기만 가능하도록 제한하려면?
그럴 때는 설정자(Setter)만 더 낮은 접근수준을 갖도록 제한할 수 있다. 요소의 접근수준 키워드 뒤에 접근수준(set)처럼 표현하면 설정자의 접근수준만 더 낮도록 지정해줄 수 있다.
설정자 접근수준 제한은 프로퍼티, 서브스크립트, 변수 등에 적용될 수 있으며, 해당 요소의 접근수준보다 같거나 낮은 수준으로 제한해주어야 한다.
/*
코드 12-9. 설정자의 접근수준 지정
*/
public struct SomeType {
// 비공개 접근수준 저장 프로퍼티 count
private var count: Int = 0
// 공개 접근수준 저장 프로퍼티 publicStoredProperty
public var publicStoredProperty: Int = 0
// 공개 접근수준 저장 프로퍼티 publicGetOnlyStoredProperty
// 설정자는 비공개 접근수준
public private(set) var publicGetOnlyStoredProperty: Int = 0
// 내부 접근수준 저장 프로퍼티 internalComputedProperty
internal var internalComputedProperty: Int {
get {
return count
}
set {
count += 1
}
}
// 내부 접근수준 저장 프로퍼티 internalGetOnlyComputedProperty
// 설정자는 비공개 접근수준
internal private(set) var internalGetOnlyComputedProperty: Int {
get {
return count
}
set {
count += 1
}
}
// 공개 접근수준 서브스크립트
public subscript() -> Int {
get {
return count
}
set {
count += 1
}
}
// 공개 접근수준 서브스크립트
// 설정자는 내부 접근수준
public internal(set) subscript(some: Int) -> Int {
get {
return count
}
set {
count += 1
}
}
}
var someInstance: SomeType = SomeType()
// 외부에서 접근자, 설정자 모두 사용 가능
print(someInstance.publicStoredProperty) // 0
someInstance.publicStoredProperty = 100
// 외부에서 접근자만 사용 가능
print(someInstance.publicGetOnlyStoredProperty) // 0
//someInstance.publicGetOnlyStoredProperty = 100 // 오류 발생
// 외부에서 접근자, 설정자 모두 사용 가능
print(someInstance.internalComputedProperty) // 0
someInstance.internalComputedProperty = 100
// 외부에서 접근자만 사용 가능
print(someInstance.internalGetOnlyComputedProperty) // 1
//someInstance.internalGetOnlyComputedProperty = 100 // 오류 발생
// 외부에서 접근자, 설정자 모두 사용 가능
print(someInstance[]) // 1
someInstance[] = 100
// 외부에서 접근자만, 같은 모듈 내에서는 설정자도 사용 가능
print(someInstance[0]) // 2
someInstance[0] = 100
스위프트 프로그래밍: Swift 5 - 교보문고
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