다트(Dart) 언어의 클래스 제어자 (Class modifier) 정리

클래스 제어자 혹은 수정자 (class modifier)

• 클래스 혹은 믹스인이 자체 라이브러리 내 혹은 정의된 라이브러리 외부에서 사용되는 방식을 제어한다.
• 제어자 키워드는 클래스 혹은 믹스인 선언 앞에 온다.
  • 이를테면, abstract class 는 추상 클래스를 정의한다.

class 앞에 올 수 있는 것들

• abstract

• base

• final

• interface

• sealed

• mixin

• base 만 믹스인 선언 전에 올 수 있다. 제어자들은 enum, typedef, extension 과 같은 다른 선언에 적용할 수 없다.

• 클래스 제어자 사용 여부는 클래스의 의도된 용도와 클래스가 의존할 수 있어야 하는 동작을 고려해야 한다.

제어자 없음

• 어떤 라이브러리에서든 생성자나 하위 타입에 대한 권한을 제한하고 싶지 않다면, 제어자 없이 class 나 mixin 을 사용하면 된다.
• 기본적으로 아래와 같은 동작이 가능하다.
  • 클래스의 새 인스턴스를 생성
  • 새 하위 타입을 만들기 위해 클래스를 확장 (extend)
  • 클래스 혹은 믹스인의 인터페이스를 구현
  • 믹스인 혹은 믹스인 클래스에서 믹스

abstract

• 전체 인터페이스의 구체적인 구현이 필요 없는 클래스를 정의할 때 abstract 제어자를 사용한다.
• 추상 클래스는 어떤 라이브러리에서도 생성(construct)이 불가능하다.
• 추상 클래스는 종종 추상 메서드를 갖는다.
• 추상 클래스를 인스턴스화할 수 있는 것처럼 보이게 하려면 팩토리 생성자를 정의해야 한다.

// Library a.dart
abstract class Vehicle {
  void moveForward(int meters);
}

// Library b.dart
import 'a.dart';

// Error: 추상 클래스 자체를 생성하는 것은 불가능하다.
Vehicle myVehicle = Vehicle();

// 추상 클래스는 클래스 확장(extend)이 가능하다.
class Car extends Vehicle {
  int passengers = 4;
  // ···
}

//t
class MockVehicle implements Vehicle {
  @override
  void moveForward(int meters) {
    // ...
  }
}

base

• 클래스 혹은 믹스인 구현의 상속을 강제한다.
• 자체 라이브러리의 외부 구현을 허용하지 않는다.
• 보장되는 것들:
  • base 클래스의 생성자는 클래스의 하위 타입의 인스턴스가 생성될 때마다 호출된다.
  • 구현된 모든 비공개 멤버가 서브타입에 존재한다.
  • 모든 서브타입이 새 멤버를 상속하므로, 베이스 클래스에서 새로 구현된 멤버는 서브타입을 손상시키지 않는다.
    • 하위 타입이 이미 동일한 이름과 호환되지 않는 시그니쳐를 가진 멤버를 선언하지 않는 한 참이다.
• base 클래스를 구현하거나 확장하는 모든 클래스는 base, final, sealed 로 표시해야 한다.
  • 외부 클래스가 base 클래스가 보장하는 것들을 위반하는 것을 방지할 수 있다.

// Library a.dart
base class Vehicle {
  void moveForward(int meters) {
    // ...
  }
}

// Library b.dart
import 'a.dart';

// 생성 가능
Vehicle myVehicle = Vehicle();

// 확장 가능
base class Car extends Vehicle {
  int passengers = 4;
  // ...
}

// ERROR: 구현의 상속이 강제됐기 때문에 오버라이드 할 수 없다.
base class MockVehicle implements Vehicle {
  @override
  void moveForward() {
    // ...
  }
}

interface

• 인터페이스를 정의하기 위해 사용한다.
• 외부 라이브러리는 인터페이스를 구현할 수는 있지만 확장할 수는 없다.
• 보장되는 것들:
  • 클래스 인스턴스 메서드 중 하나가 다른 인스턴스 메서드를 호출하면 항상 동일한 라이브러리에서 알려진 메서드 구현을 호출한다.
  • 다른 라이브러리는 인터페이스 클래스의 자체 메서드가 나중에 예상치 못하게 호출할 수 있는 메서드를 재정의할 수 없다.
    • 이건 fragile base class 문제 를 줄이는데 도움이 된다.

// Library a.dart
interface class Vehicle {
  void moveForward(int meters) {
    // ...
  }
}

// Library b.dart
import 'a.dart';

// 생성 가능
Vehicle myVehicle = Vehicle();

// ERROR: 인터페이스를 상속받을 수 없다
class Car extends Vehicle {
  int passengers = 4;
  // ...
}

// 인터페이스를 구현하는 것은 가능
class MockVehicle implements Vehicle {
  @override
  void moveForward(int meters) {
    // ...
  }
}

abstract interface

• interface 제어자의 가장 흔한 용례다.
• 순수한 인터페이스를 정의하기 위해 사용된다.
• interface 와 abstract 제어자를 합쳐서(Combine) abstract interface class 를 만든다.
• interface 클래스 같이, 구현은 가능한데, 상속은 불가능하다. 순수한 인터페이스가 된다.
• abstract 클래스 같이, 순수한 인터페이스는 추상적인 멤버를 가질 수 있다.

final

• 계층 구조를 닫는다.
• 현재 라이브러리 외부 클래스에서 하위 타입을 만드는 것을 방지할 수 있다.
• 상속과 구현을 막는다.
• 보장되는 것들:
  • API 에 증분적인 변화가 가능하다.
  • 서드파티 서브 클래스에서 덮어씌워지지 않았다는 것을 알고 인스턴스 메서드를 호출할 수 있다.
• final 클래스는 같은 라이브러리 내에서 확장되거나 구현될 수 있다.
• final 제어자는 base 의 효과를 포함한다.
  • 모든 하위 클래스에도 base, final, sealed 로 표시되어 있어야 한다.

// Library a.dart
final class Vehicle {
  void moveForward(int meters) {
    // ...
  }
}

// Library b.dart
import 'a.dart';

// Can be constructed
Vehicle myVehicle = Vehicle();

// ERROR: 상속 불가
class Car extends Vehicle {
  int passengers = 4;
  // ...
}

class MockVehicle implements Vehicle {
  // ERROR: 구현 불가
  @override
  void moveForward(int meters) {
    // ...
  }
}

sealed

• 하위타입의 enumerable 한 집합을 만들려면 sealed 제어자를 사용한다.
• 정적으로 완전한 하위 유형에 대한 스위치를 만들 수 있다.
• sealed 제어자는 라이브러리 외부에서 클래스가 확장되거나 구현되는 것을 막는다.
• sealed 클래스는 묵시적으로 abstract 이다.
  • 생성이 불가능하다.
  • factory 생성자를 가질 수 있다.
  • 하위 클래스가 사용할 생성자를 만들 수 있다.
• sealed 클래스의 하위 클래스는 묵시적으로 추상적이지 않다.
• 같은 라이브러리에만 존재할 수 있기 때문에, 컴파일러는 어떤 직접 접근 가능한 하위타입들을 안다.
• 컴파일러는 스위치가 가능한 모든 하위 타입을 완전히 처리하지 못할 때 사용자에게 경고를 표시할 수 있다.

sealed class Vehicle {}

class Car extends Vehicle {}

class Truck implements Vehicle {}

class Bicycle extends Vehicle {}

// ERROR: 인스턴스화 불가능
Vehicle myVehicle = Vehicle();

// 서브 클래스는 인스턴스화 가능
Vehicle myCar = Car();

String getVehicleSound(Vehicle vehicle) {
  // ERROR: Bicycle 서브타입에 대한 케이스를 정의하거나 디폴트 케이스가 필요함
  return switch (vehicle) {
    Car() => 'vroom',
    Truck() => 'VROOOOMM',
  };
}

exhaustive switching 을 원하지 않거나 API 를 깰 필요 없이 하위 타입을 나중에 추가할 수 있기 원한다면, final 제어자를 사용하는 것이 좋다.
더 깊이 있는 비교를 원한다면, sealed versus final 을 읽어보면 좋다.

제어자 합성하기

• 제어자를 결합할 수 있다.
• 아래의 순서대로 사용할 수 있다.

1. (Optional) abstract: 클래스가 abstract 멤버를 포함할지, 인스턴스화를 금지할지에 대해 기술한다.
2. (Optional) base, interface, final, sealed 중 하나를 선택하여 다른 라이브러리에서 클래스의 하위 타입을 만드는 것을 제한할지 기술한다.
3. (Optional) mixin: 선언이 믹스인 될 수 있을지에 대해 기술한다.
4. class 키워드 입력

• 모순되거나 중복되거나 상호 배타적이기 때문에 결합할 수 없는 제어자들도 있다.
  • abstract 와 sealed
    • sealed 는 항상 묵시적으로 abstract 이다.
  • interface, final, sealed 를 mixin 과 함께 사용
    • 세 접근자는 mixing in 을 금지한다.