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[Swift] 접근제어에 대해서 알아보기

GODOLs 2023. 11. 9. 14:16

Swift에서의 접근 제어는 코드의 일부분에 대한 접근을 제한하여,
코드의 세부 구현 내용을 숨기고, 인터페이스만을 사용하여 상호작용하는 것을 가능하게 하는 기능입니다.
또한 객체지향 프로그래밍 언어의 핵심적인 특징중 하나라고 볼 수 있을 것 입니다.

1. 접근 제어란

  • 1) 접근 제어의 필요성
    객체지향 프로그래밍 패러다임에서 중요한 캡슐화와 은닉화를 구현하는 이유는 외부로 부터 접근을 막기 위해서입니다. 불필요한 부분이 노출이 된다면 전체코드의 영향을 미칠 수 있기 때문에 접근제어를 사용합니다.
  • 2) 모듈과 소스 파일
    • Swift의 접근제어는 모듈과 소스파일을 기반으로 설계 되었습니다. 모듈은 다른 포스트에서 알려드리겠지만, 배포할 코드의 묶음 단위라고 보시면 됩니다. 프레임워크나 라이브러리 또는 앱이 모듈 단위가 될 수 있습니다. 이 모듈은 import 예약어를 사용합니다.
    • 소스파일은 하나의 Swift파일을 이야기합니다. 자바 혹은 C계열 언어들은 통상 하나의 파일에 하나만 정의할 수 있지만 Swift도 통상 하나의 파일에 하나만 정의 하는게 보편적이지만, 여러개의 타입 예를들어 struct, class, enum 와 같은 것들을 구현 할 수 있습니다.

2. 접근 수준

Swift에는 다섯 가지 접근 수준이 있습니다:

- public: 가장 개방적인 접근 수준으로, 어떤 모듈에서든지 접근할 수 있습니다.

Public은 주로 프레임워크에서 외부와 연결될 인터페이스를 구현하는데 많이 쓰입니다.
아래와 같이 Bool과 같이 스위프트의 기본 요소는 모두 Public 수준으로 구현되어 있다고 보시면 됩니다.

public struct Bool{
/// Default-initialize Boolean value to 'false'
      public init()
}

- open: public과 유사하지만, 상속과 오버라이딩을 통해 다른 모듈에서도 사용할 수 있습니다.

public 과 open은 유사하지만 차이점이 있습니다.

  1. open 수준을 제외한 다른 모든 접근수준의 클래스는 그 클래스가 정의 된 모듈 안에서만 상속할 수 있습니다.
  2. open 수준을 제외한 다른 모든 접근수준의 클래스 멤버는 해당 멤버가 정의 된 모듈 안에서만 재정의 할 수 있습니다.
  3. open 수준의 클래스는 그 클래스가 정의된 모듈 밖의 다른 모듈에서도 상속할 수 있습니다.
  4. open 수준의 클래스 멤버는 해당 멤버가 정의된 모듈 밖의 다른 모듈에서도 재정의 할 수 있습니다.

즉 클래스를 open 접근수준으로 명시하는 것은 그 클래스를 다른 모듈에서도 상위 클래스로 사용하겠다는 목적으로 클래스를 설계 했다고 보면 됩니다.

// 'open' 접근 제어 예시
open class OpenClass {
    open var openVariable = "저는 다른 모듈에서 Overriding을 사용할 수 있어요"

    open func openMethod() {
        print("이 함수는 어디든간에 Overriding을 받을 수 있어요")
    }
}

- internal: 기본접근 수준으로, 소스 파일이 속한 같은 모듈 내에서만 사용할 수 있습니다.

internal 접근수준은 소스파일이 속해 있는 모듈 어디에서든 쓰일 수 있습니다. 하지만 그 모듈을 가져다 쓰는 외부 모듈에는 접근할 수 없습니다.
모듈 내부에서 사용할때는 internal 접근 수준을 지정하면 됩니다.

class InternalClass { // 'internal' 과 똑같은 접근제어에요 (그냥 Default거든요)
    var internalVariable = "같은 모듈에서는 다 부를 수 있어요"

    func internalMethod() {
        print("같은 모듈에서는 다 함수를 사용할 수 있어요")
    }
}

- fileprivate: 하나의 소스 파일 내에서만 접근할 수 있게 제한합니다.

조금 특이한 접근수준인데요 '.swift' 파일안에서 호출시 어디든지 접근이 가능합니다. 하지만 해당 소스파일 외부에서 함수는 호출 할 수 없습니다.

// 'fileprivate' 접근 제어 예시
fileprivate class FilePrivateClass {
    fileprivate var filePrivateVariable = "이 swift파일안에는 다 되지요"

    fileprivate func filePrivateMethod() {
        print("이 함수도 같은 파일안에서만 작동하지요")
    }
}

- private: 가장 제한적인 접근 수준으로, 기능을 정의하고 구현한 범위 내에서만 사용할 수 있습니다.

private 접근수준으로 지정한 기능은 같은 소스파일 안에 구현한 다른 타입이나 기능에서도 접근이 불가능합니다.

// 'private' 접근 제어 예시
public class SomeClass {
    private var privateVariable = "누구도 저를 밖에서 볼 수 없어요"

    private func privateMethod() {
        print("이 함수는 스코프 밖에서는 절대 부를 수 없습니다 private니까요 :(")
    }

    func testAccess() {
        print(privateVariable) // 스코프안에 있으니까 괜찮습니다. 볼 수 있어졌네요
        privateMethod() // 스코프안에 있으니까 괜찮습니다. 함수가 작동하네요
    }
}

3. 접근제어 구현 참고사항

  • 클래스 내부에서 private 멤버는 해당 클래스의 다른 멤버 함수나 프로퍼티에서는 접근이 가능하지만, 인스턴스를 통해서는 외부에서 접근할 수 없습니다.
  • private 멤버는 클래스 확장(extensions) 내부에서도 기본적으로 접근할 수 없으며, 동일한 파일 내에 존재하는 경우에만 접근할 수 있습니다.
  • private 접근 제어자는 데이터 숨김과 데이터의 무결성을 유지하기 위해 중요합니다.
  • private 접근 제어자를 사용하는 경우, 유닛 테스트를 작성할 때 해당 멤버에 접근하기 위한 추가적인 방법이 필요할 수 있습니다(예: private 대신 fileprivate 사용).
class MyClass {
    private var privateVariable: Int = 0

    private func privateMethod() {
        print("이 메서드는 MyClass 안에서만 호출 할 수 있어요")
    }

    func publicMethod() {
        privateMethod() // 이곳에서는 private 메소드 호출이 가능합니다.
        print(privateVariable) // 이곳에서는 private 변수 접근이 가능합니다.
    }
}

let myInstance = MyClass()
myInstance.publicMethod() // 이것은 동작합니다. 내부적으로 private 멤버에 접근합니다.

myInstance.privateMethod() // 이것은 컴파일 에러를 일으킵니다. private 메소드에 외부에서 접근할 수 없습니다.
print(myInstance.privateVariable) // 이것도 컴파일 에러를 일으킵니다. private 변수에 외부에서 접근할 수 없습니다.

4. 읽기 전용 구현

Swift에서 public private(set)은 변수에 대한 읽기 전용 접근 수준을 설정하는 방법입니다. 이 구문을 사용하면 변수는 공개적으로 읽을 수 있지만, 설정은 해당 변수가 정의된 범위 내에서만 할 수 있습니다. 즉, 변수는 모듈 외부에서는 읽을 수 있지만, 오직 그 변수가 선언된 모듈 내에서만 설정할 수 있습니다. 이를 통해 객체의 상태를 제어하고, 내부 구현을 숨길 수 있으며, 데이터의 무결성을 유지하는 데 도움을 줍니다.

public class Counter {
    // 외부에서는 읽을 수 있지만, Counter 클래스 내부에서만 값을 설정할 수 있습니다.
    public private(set) var count = 0

    public init() {}

    // 이 메소드를 통해 Counter 클래스 내부에서 count 값을 증가시킬 수 있습니다.
    public func increment() {
        count += 1
    }

    // 이 메소드를 통해 Counter 클래스 내부에서 count 값을 감소시킬 수 있습니다.
    public func decrement() {
        count -= 1
    }
}

let counter = Counter()
print(counter.count) // 0, 외부에서 읽기 가능

counter.increment()
print(counter.count) // 1, 변경 후에도 외부에서 읽기 가능

// counter.count = 2 // 이것은 컴파일 에러를 일으킵니다. 외부에서는 설정할 수 없습니다.

 

위 예시에서 Counter 클래스는 공개적으로 읽을 수 있는 count 변수를 가지고 있습니다.

 

그러나 count의 값은 increment()와 decrement() 메소드를 통해서만 변경할 수 있으며, 이들 메소드는 Counter 클래스 내부에서 정의되어 있습니다. 따라서 외부에서 count 값을 직접 변경하는 것은 허용되지 않습니다. 이를 통해 Counter의 사용자는 count의 값을 읽을 수는 있지만, 임의로 변경할 수는 없으므로 Counter의 내부 상태를 안전하게 관리할 수 있습니다.

 

결론

Swift의 접근 제어는 클래스, 구조체, 열거형, 그리고 그 멤버들의 인터페이스를 관리하는 강력한 도구입니다. 올바르게 사용될 때, 접근 제어는 코드의 캡슐화와 추상화를 강화하고, API의 사용자와 구현자 사이의 명확한 계약을 제공합니다. 이는 모듈 내부의 구현을 자유롭게 변경할 수 있게 하면서, 모듈 외부의 코드에는 영향을 주지 않도록 보장합니다.

 

public, open, internal, fileprivate, 그리고 private은 다양한 수준의 접근을 제어하여, 개발자가 코드의 상세 구현을 숨기고 사용자에게 필요한 기능만을 노출할 수 있게 합니다. 특히, public private(set)과 같은 구문을 사용하여 읽기 전용 접근을 구현할 수 있으며, 이는 내부 상태의 무결성을 유지하고 예상치 못한 변경으로부터 보호하는 데 도움을 줍니다.

 

결론적으로, Swift의 접근 제어는 소프트웨어의 안전성, 유지보수성, 그리고 확장성을 향상시키는 중요한 역할을 합니다. 코드 베이스가 성장함에 따라, 각 컴포넌트의 접근 제어를 적절히 설정하는 것은 복잡성을 관리하고, 다른 개발자들이 코드를 읽고 사용하기 쉽게 만드는 데 필수적입니다.

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