정보처리기사 객체지향 설계원칙 SOLID 쉽게 이해하기

정보처리기사 객체지향 설계원칙

객체지향 설계의 핵심 원칙 SOLID는 정보처리기사 시험에서도 자주 언급되며, 실무에서도 널리 사용되는 설계 철학입니다. 아래 목차를 따라 단계별로 이해해 보세요.

목차

• 1. SOLID 원칙이란 무엇인가요?
• 2. SRP - 단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle)
• 3. OCP - 개방-폐쇄 원칙 (Open-Closed Principle)
• 4. LSP - 리스코프 치환 원칙 (Liskov Substitution Principle)
• 5. ISP - 인터페이스 분리 원칙 (Interface Segregation Principle)
• 6. DIP - 의존 역전 원칙 (Dependency Inversion Principle)

1. SOLID 원칙이란 무엇인가요?

소프트웨어를 설계할 때, 개발자들이 가장 많이 듣는 말 중 하나가 바로 "유지보수하기 쉬운 코드"를 짜야 한다는 것이에요. 하지만 막상 설계를 하려고 하면 '무엇을 기준으로?', '어떻게 구조를 나눠야 할까?'라는 의문이 꼬리를 물고 따라오곤 하지요.

바로 이런 고민을 줄여주고, 객체지향의 본질을 가장 잘 반영한 설계 원칙이 바로 SOLID 원칙이에요. SOLID는 다섯 가지 객체지향 설계 원칙의 앞 글자를 따서 만든 용어로, 로버트 C. 마틴(Robert C. Martin)이라는 분이 정리하셨답니다. 개발자들 사이에서는 '클린 코드의 아버지'로 불리는 분이지요.

SOLID 원칙은 다음과 같은 다섯 가지로 구성되어 있어요:

1. SRP: 단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle)
2. OCP: 개방-폐쇄 원칙 (Open-Closed Principle)
3. LSP: 리스코프 치환 원칙 (Liskov Substitution Principle)
4. ISP: 인터페이스 분리 원칙 (Interface Segregation Principle)
5. DIP: 의존 역전 원칙 (Dependency Inversion Principle)

이 다섯 가지 원칙은 단독으로도 중요하지만, 함께 지켜질 때 유연하고 확장 가능하며, 안정적인 시스템을 만들어주는 기반이 되어 준답니다. 말하자면 객체지향 프로그래밍이 단지 '클래스'를 나눈다고 끝나는 것이 아니라, 어떻게 역할을 나누고, 책임을 분리하며, 협력 구조를 세우는지에 대한 구체적인 지침서 같은 것이지요.

정보처리기사 시험에서도 이러한 원칙들을 이해하고 있는지를 묻는 문제들이 출제되고 있어요. 특히 실무에서는 SOLID 원칙이 설계의 출발점이자 핵심이 되기 때문에, 시험 대비뿐 아니라 진짜 개발자로 성장하기 위한 첫걸음으로 여겨야 한답니다.

예를 들어보면, 어떤 클래스가 사용자 입력, 데이터 처리, 출력까지 모든 일을 혼자 하고 있다면, 이건 단일 책임 원칙을 어긴 구조예요. 유지보수가 어렵고, 변경에 취약해질 수밖에 없겠지요. 이런 점을 예방하기 위해 SOLID 원칙을 기반으로 코드를 설계하면, 훨씬 더 명확하고 체계적인 소프트웨어를 만들 수 있어요.

다음 챕터부터는 각 원칙을 하나씩 자세히 살펴보며, 왜 중요한지, 어떻게 적용하는지, 그리고 정보처리기사 시험에서는 어떤 방식으로 출제되는지를 함께 알아볼게요.

2. SRP - 단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle)

단일 책임 원칙(SRP)은 객체지향 설계의 가장 기본이 되는 원칙 중 하나예요. 이름 그대로, “한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다”는 내용을 담고 있답니다.

여기서 말하는 ‘책임’이란 단순히 ‘일을 하나만 해라’는 의미가 아니에요. 조금 더 구체적으로는, “변경의 이유가 하나뿐이어야 한다”는 것이 SRP의 진짜 정신이에요. 즉, 클래스가 변경되는 이유가 여러 가지라면 그 클래스는 너무 많은 역할을 하고 있는 셈이 되는 것이지요.

예를 들어 설명해볼까요? 어떤 프로그램 안에 ‘사용자 정보를 관리하는 클래스’가 있다고 해요. 그런데 이 클래스가 사용자 등록, 로그인 처리, 이메일 전송, PDF 출력까지 모두 처리하고 있다면 어떻게 될까요?

보기엔 효율적으로 보일 수 있지만, 만약 이메일 전송 방식이 바뀐다면 해당 클래스를 수정해야 해요. 하지만 그 수정이 사용자 정보나 로그인 기능에 예상치 못한 오류를 일으킬 수도 있어요. 이건 유지보수 지옥의 시작이 될 수 있답니다.

그래서 SRP는 이렇게 말해요. “이메일 전송은 이메일 책임, 로그인은 인증 책임, 사용자 데이터 관리는 DB 책임. 각자 자기 역할만 충실히 하도록 구조를 나눠야 한다”고요.

이 원칙을 지키면 클래스 구조가 훨씬 더 단순해지고, 역할이 명확해져요. 무엇보다 버그 수정이나 기능 추가가 쉬워진다는 것이 가장 큰 장점이에요. 누가 보더라도 ‘이 클래스는 이 기능을 위해 존재하는구나’ 하고 이해할 수 있어야 해요.

정보처리기사 시험에서는 다음과 같은 형태로 SRP를 묻는 문제가 자주 나와요:

• 하나의 클래스가 여러 책임을 지는 예시를 보고, 어떤 원칙에 위배되는지 고르는 문제
• “변경의 이유가 하나여야 한다”는 설명이 의미하는 설계 원칙을 묻는 문제
• 기능 분리와 관련된 설계 판단 문제

시험뿐만 아니라 실무에서도 SRP는 정말 자주 쓰여요. 대규모 시스템에서는 수십 개, 수백 개의 클래스가 얽히게 되는데요, 이 때 책임 분리가 잘 돼 있어야 협업과 유지보수가 가능하답니다.

또한, 객체지향의 다른 원칙들과도 연결되는 부분이 있어요. 예를 들어 SRP가 잘 지켜져야 OCP(개방-폐쇄 원칙)도 제대로 구현될 수 있어요. 한마디로 SRP는 객체지향 설계 원칙의 첫 단추 같은 존재예요.

복잡해 보이지만, 결국 핵심은 “한 클래스에는 하나의 명확한 이유로만 변경이 일어나야 한다”는 것이에요. 이 철학을 기억하면서 다음 설계 원칙도 함께 알아보도록 할게요.

3. OCP - 개방-폐쇄 원칙 (Open-Closed Principle)

개발을 하다 보면 기능을 추가하거나 기존 동작을 변경해야 할 일이 정말 많아요. 이런 상황에서 ‘수정 없이 확장할 수 있다면 얼마나 좋을까요?’ 바로 이 바람을 실현시켜주는 객체지향 설계 원칙이 OCP, 개방-폐쇄 원칙이에요.

OCP는 “확장에는 열려 있고, 수정에는 닫혀 있어야 한다”는 철학을 담고 있어요. 말 그대로 새로운 기능을 추가할 때 기존 코드를 건드리지 않고 확장만으로 해결하는 구조를 설계하라는 뜻이에요.

현실적인 예를 들어볼게요. 어떤 쇼핑몰 프로그램에서 결제 방식으로 ‘신용카드’만 지원하고 있다고 해요. 그런데 나중에 ‘카카오페이’, ‘애플페이’, ‘무통장입금’ 같은 새로운 결제 수단을 추가해야 하는 상황이 왔다면 어떻게 해야 할까요?

이때 기존 코드의 결제 클래스를 매번 수정하면, 새로운 방식이 생길 때마다 불안정해지고 의존도가 높아지게 돼요. 그래서 OCP 원칙은 “결제라는 인터페이스를 먼저 만들고, 각 결제 방식은 이 인터페이스를 따르는 독립 클래스”로 구현하라고 조언해줘요.

즉, 프로그램이 ‘추상화’에 의존하게 되면, 새로운 구현체를 추가하더라도 기존 클래스에는 손 하나 까딱할 필요가 없게 되는 거예요. 이런 구조는 안정성과 유지보수성, 확장성이라는 세 마리 토끼를 한 번에 잡게 해준답니다.

정보처리기사 시험에서는 주로 다형성과 함께 출제되는 경우가 많아요. 특히 ‘인터페이스’, ‘추상 클래스’, ‘기능 확장’이라는 단어가 문제에 보인다면 OCP를 떠올리셔야 해요.

출제 예시를 보면 이런 식이에요:

• “기존 코드를 변경하지 않고 새로운 기능을 추가할 수 있는 설계 원칙은?”
• “인터페이스 기반으로 클래스 간의 결합도를 낮춘 설계는 어떤 원칙에 해당하는가?”

OCP는 특히 대형 프로젝트에서 그 진가를 발휘해요. 협업이 많은 환경에서 한 사람의 코드 변경이 전체 시스템에 영향을 미치는 것을 최소화하기 위해 수정 없이 새로운 기능만 덧붙일 수 있는 설계가 필요하거든요.

결국 OCP는 객체지향이 지향하는 “변화에 유연한 설계”의 중심 원칙이에요. ‘한 번 잘 만들어두면, 계속 고칠 필요 없이 덧붙이기만 하면 된다.’ 이 얼마나 이상적인 설계 방식인가요?

다음은 네 번째 원칙, 리스코프 치환 원칙(LSP)을 알아볼게요. 조금 더 추상적인 개념이지만, 개념을 잘 잡으면 객체지향이 훨씬 쉽게 느껴질 거예요!

4. LSP - 리스코프 치환 원칙 (Liskov Substitution Principle)

리스코프 치환 원칙(LSP)은 이름만 들으면 어렵게 느껴지지만, 알고 보면 아주 직관적인 개념이에요. 객체지향 설계에서 ‘상속’을 제대로 활용하고 있는가?를 검증하는 기준이 바로 이 원칙이지요.

LSP의 정의는 이렇게 표현할 수 있어요. “자식 클래스는 언제나 부모 클래스를 대체할 수 있어야 한다” 즉, 부모 클래스의 객체를 사용하는 코드에서 자식 클래스로 대체해도 프로그램이 정확히 작동해야 한다는 말이에요.

조금 더 쉽게 예를 들어 볼까요? 우리가 '새'라는 클래스를 만들고, '참새', '펭귄'이라는 자식 클래스를 만들었다고 가정해요. 그리고 '새는 날 수 있다'는 메서드를 부모 클래스에 정의했다면, 참새는 날 수 있지만 펭귄은 그렇지 않아요. 그런데도 펭귄이 새의 자식 클래스라고 해서 '날기' 기능을 그대로 상속받는다면, 이건 분명 어딘가 어색하겠지요?

바로 이럴 때 LSP를 위반한 것이에요. 상속은 단순히 코드를 재사용하는 수단이 아니라, 논리적으로 부모와 자식이 '대체 가능한 관계'를 가져야 해요. 그렇지 않으면 코드는 점점 오류와 예외처리로 뒤덮이고, 유지보수가 어려운 구조가 되어버려요.

다시 말해, 자식 클래스가 부모 클래스를 '확장'하면서도 부모의 계약(기능, 조건)을 '깨뜨리지 않아야' 해요. 이것이 LSP의 핵심이며, 상속을 올바르게 사용하는 판단 기준이 되는 원칙이에요.

정보처리기사 시험에서는 다음과 같은 식으로 출제되는 경우가 많아요:

• 상속받은 클래스가 부모의 기능을 수정하거나 제거한 경우, 어떤 원칙을 위배한 것인가요?
• “하위 클래스는 상위 클래스를 대체할 수 있어야 한다”는 문장은 어떤 객체지향 원칙인가요?

실제 개발 현장에서도 LSP를 잘못 이해하면 많은 문제가 생겨요. 예를 들어, 자식 클래스에서 부모 클래스의 기능을 막거나, 의도와 다르게 재정의(overriding)하는 경우가 이에 해당하지요. 겉보기에는 동작하지만, 시간이 지날수록 예외 처리 코드와 if-else 조건문이 늘어나게 돼요. 이건 객체지향 설계가 지양하는 방향이에요.

정리하자면, LSP는 단순한 규칙이 아니라 '상속 관계가 논리적으로 설득력 있는가'를 판단하는 기준이에요. 자식 클래스가 부모의 역할을 자연스럽게 이어받으며, 기능을 확장하되 깨뜨리지 않는 구조. 이것이 진짜 객체지향적 상속이고, 그 중심에 리스코프 치환 원칙이 있다는 걸 기억해 주세요.

다음은 다섯 번째 원칙, ISP - 인터페이스 분리 원칙이에요. 이 원칙은 ‘적당히 나누기’의 미학을 알려주는 설계 철학이랍니다. 함께 계속 이어가 보실까요?

5. ISP - 인터페이스 분리 원칙 (Interface Segregation Principle)

우리가 어떤 도구를 사용할 때, 버튼이 많고 기능이 복잡하면 오히려 불편하게 느껴질 수 있잖아요? 인터페이스 분리 원칙(Interface Segregation Principle, ISP)은 바로 그런 '불필요한 복잡함'을 줄이고 사용자 맞춤형 설계를 강조하는 원칙이에요.

이 원칙의 핵심 메시지는 단순해요. “하나의 거대한 인터페이스를 여러 개의 세분화된 인터페이스로 나눠라”는 것이에요. 즉, 클래스가 자신이 사용하지 않는 메서드에 의존하지 않도록 하라는 이야기지요.

조금 더 쉽게 이야기해 볼게요. 우리가 ‘복합 프린터’라는 인터페이스를 만든다고 가정해 보세요. 이 프린터는 인쇄, 복사, 스캔, 팩스 기능을 전부 가지고 있어요. 그런데 어떤 기계는 '스캔만 되는 스캐너', 다른 기계는 '팩스만 되는 팩스기'일 수 있겠지요?

그런데도 모든 기계에 '복합 프린터' 인터페이스를 구현하라고 하면 어떻게 될까요? 사용하지도 않는 ‘인쇄’, ‘팩스’ 메서드까지 구현해야 하니 불필요한 코드가 생기고, 개발자도 유지보수할 때 혼란을 겪게 돼요. 이것은 ISP를 어긴 대표적인 사례랍니다.

이런 문제를 막기 위해 ISP는 기능을 역할 단위로 세분화하라고 조언해줘요. '인쇄 가능한 인터페이스', '스캔 가능한 인터페이스', '팩스 가능한 인터페이스'로 나누고, 각 클래스는 자신에게 필요한 인터페이스만 구현하도록 구조를 설계하는 거예요.

이렇게 설계하면 클래스가 쓸데없는 기능에 휘둘리지 않고, 자신이 필요한 만큼만 책임을 가지게 돼요. 즉, 유연하고 목적에 맞는 설계가 가능해지는 것이죠.

정보처리기사 시험에서는 다음과 같은 문제 형태로 출제될 수 있어요:

• “불필요한 메서드 구현을 방지하기 위해 인터페이스를 나누는 원칙은?”
• “클래스가 자신이 사용하지 않는 기능에 의존하지 않게 하려면 어떤 설계 원칙을 지켜야 하나요?”

이처럼 ISP는 단순히 코드를 나누는 것이 아니라, 시스템 전체의 응집도를 높이고 결합도를 낮추는 전략이에요. 특히 변화가 잦은 프로젝트일수록 ISP를 지켜야 수정 범위를 최소화할 수 있어요.

복잡한 인터페이스를 무리하게 하나로 묶기보다는, 목적에 따라 나눠주고 그에 맞는 객체에게만 책임을 분산시켜주는 것. 이게 바로 객체지향 설계에서 ‘신중하게 나누는 미학’이라고 말할 수 있겠지요.

자, 이제 마지막 원칙이 남았어요. 다음은 DIP - 의존 역전 원칙이에요. 이 원칙은 객체 간의 연결 관계에서 ‘방향’을 바꾸는 특별한 시각을 제시한답니다. 함께 알아보러 가실까요?

6. DIP - 의존 역전 원칙 (Dependency Inversion Principle)

의존 역전 원칙(DIP)은 객체지향 설계에서 가장 혁신적인 접근법 중 하나예요. 이 원칙은 상위 모듈(High-level Module)이 하위 모듈(Low-level Module)에 의존해서는 안 되며, 둘 다 추상화(Abstraction)에 의존해야 한다고 주장해요. 쉽게 말해, 구체적인 구현에 의존하는 대신, 추상적인 인터페이스나 클래스를 통해 서로 연결되어야 한다는 것이지요.

전통적인 프로그래밍 방식에서는 상위 모듈이 하위 모듈의 구체적인 구현 방식에 의존하는 경우가 많았어요. 예를 들어, 특정 데이터베이스에 직접 연결하여 데이터를 처리하는 경우, 데이터베이스의 변경이 발생하면 상위 모듈 역시 큰 수정을 필요로 하게 됩니다. DIP는 이러한 문제를 해결하기 위해 상위 모듈이 직접 하위 모듈을 호출하지 않고, 추상화 계층을 두어 서로 독립적으로 발전할 수 있도록 설계하는 것이 핵심이에요.

구체적으로, DIP는 두 가지 중요한 원칙을 제시해요. 첫 번째, "상위 모듈은 하위 모듈에 의존하면 안 된다"라는 것이고, 두 번째, "둘 다 추상화에 의존해야 한다"라는 점이에요. 이는 실제 코딩 시, 인터페이스나 추상 클래스를 활용하여 구현체와의 결합도를 낮추고, 나중에 변경이나 확장이 용이하도록 구조를 설계해야 함을 의미해요.

예를 들어, 어떤 결제 시스템을 개발할 때, 결제 방식(신용카드, 페이팔, 모바일 결제 등)이 다양하게 존재할 수 있어요. 만약 상위 모듈이 구체적인 결제 방식 클래스에 직접 의존한다면, 새로운 결제 방식이 추가될 때마다 상위 모듈을 수정해야 하는 번거로움이 생기겠지요. 그러나, 추상화 계층을 두어 결제 인터페이스를 정의하고, 각 결제 방식이 이를 구현하도록 하면, 상위 모듈은 인터페이스에만 의존하게 되어 새로운 결제 방식이 추가되더라도 상위 모듈의 코드는 전혀 수정할 필요가 없게 돼요.

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DIP를 준수하면 시스템 전체의 유지보수성이 크게 향상되고, 모듈 간의 결합도가 낮아져 각 모듈이 독립적으로 발전할 수 있는 유연한 구조를 갖추게 돼요. 특히 정보처리기사 시험에서는 이러한 설계 철학을 바탕으로 문제를 출제하여, 개발자로서 단순히 기능 구현에 그치지 않고, 시스템 설계의 전반적인 흐름을 이해하고 있는지를 확인하곤 해요.

DIP는 또한 다른 SOLID 원칙들과 밀접하게 연관되어 있어요. 예를 들어, OCP(개방-폐쇄 원칙)와 함께 사용되면, 상위 모듈이 변경 없이 확장 가능한 구조를 갖추게 되어 시스템의 안정성을 높이고, 추후 기능 추가나 변경 시에도 불필요한 오류 발생을 최소화할 수 있답니다. DIP를 통해 상위 모듈과 하위 모듈 간의 의존성을 분리하면, 개발자들은 보다 모듈화된 코드를 작성할 수 있고, 이는 결국 전체 시스템의 품질과 확장성을 높이는 결과로 이어지게 돼요.

또한 DIP는 테스트 코드 작성에도 큰 도움이 돼요. 구체적인 구현에 의존하지 않고 추상화된 인터페이스에 의존하게 됨으로써, 모의 객체(Mock Object)를 사용하여 단위 테스트를 진행할 수 있어요. 이는 테스트 주도 개발(TDD) 환경에서 매우 유용하게 활용되며, 코드의 신뢰성과 안정성을 동시에 확보할 수 있는 장점이 있답니다.

결론적으로, 의존 역전 원칙은 "구체적인 것에 의존하지 말고, 추상적인 것에 의존하라"는 단순하면서도 강력한 메시지를 담고 있어요. 이 원칙을 바탕으로 개발된 시스템은 변화에 유연하게 대응할 수 있고, 미래의 확장이나 수정 시에도 최소한의 영향만을 받게 되어, 장기적인 유지보수 비용을 크게 줄일 수 있답니다.

정보처리기사 시험에서는 DIP를 이해하고, 관련 문제를 풀 때 이 원칙을 올바르게 적용할 수 있는지가 중요한 평가 요소로 작용해요. 따라서 DIP의 개념과 이를 실무에 어떻게 적용하는지에 대해 깊이 있게 고민하고 학습하는 것이, 진정한 객체지향 설계 능력을 갖추는 첫걸음임을 명심해 주시길 바라요.

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이제 SOLID 원칙의 다섯 가지 중 하나인 DIP를 완벽하게 이해하셨으니, 전체 원칙의 조화를 이루어 깨끗한 코드와 탄탄한 시스템 설계를 이루어 나가시길 소망해요. 여러분의 개발 여정에 이 원칙들이 든든한 길잡이가 되길 바랍니다.