2.생성자에 매개변수가 많다면 빌더를 고려하라

목차

1. 점층적 생성자 패턴
2. 자바 빈즈 패턴
3. 빌더 패턴

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2-1 정적 팩토리와 생성자에는 똑같은 제약이 하나 있다

선택적 매개변수가 많을때 적절히 대응하기 어렵다

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2-2 점층적 생성자 패턴 - 확장하기 어렵다

// 코드 2-1 점층적 생성자 패턴 - 확장하기 어렵다! (14~15쪽)
public class NutritionFacts {
    private final int servingSize;  // (mL, 1회 제공량)     필수
    private final int servings;     // (회, 총 n회 제공량)  필수
    private final int calories;     // (1회 제공량당)       선택
    private final int fat;          // (g/1회 제공량)       선택
    private final int sodium;       // (mg/1회 제공량)      선택
    private final int carbohydrate; // (g/1회 제공량)       선택

    public NutritionFacts(int servingSize, int servings) {
        this(servingSize, servings, 0);
    }

    public NutritionFacts(int servingSize, int servings,
                          int calories) {
        this(servingSize, servings, calories, 0);
    }

    public NutritionFacts(int servingSize, int servings,
                          int calories, int fat) {
        this(servingSize, servings, calories, fat, 0);
    }

    public NutritionFacts(int servingSize, int servings,
                          int calories, int fat, int sodium) {
        this(servingSize, servings, calories, fat, sodium, 0);
    }
    public NutritionFacts(int servingSize, int servings,
                          int calories, int fat, int sodium, int carbohydrate) {
        this.servingSize  = servingSize;
        this.servings     = servings;
        this.calories     = calories;
        this.fat          = fat;
        this.sodium       = sodium;
        this.carbohydrate = carbohydrate;
    }

    public static void main(String[] args) {
        NutritionFacts cocaCola =
                new NutritionFacts(240, 8, 100, 0, 35, 27);
    }
    
}

- 이 클래스에 인스턴스를 만들려면 원하는 매개변수를 모두 포함한 생성자 중 가장 짧은것을 골라 호출한다

- 어쩔 수 없이 매개변수 값을 지정해줘야 하기 때문에 지방(fat)에 0을 넘겼다

요약 : 점층적 생성자 패턴도 쓸 수는 있지만, 매개변수  개수가 많아지면 클라이언트 코드를 작성하거나 읽기 어렵다!

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2-3 자바빈즈 패턴 (매개변수가 없는 생성자로 객체를 만든 후 setter 메서드를 호출해 원하는 매개변수의 값을 설정하는 방식)

장점 : 인스턴스를 만들기 쉽고 읽기 쉬운코드가 된다
단점 : 일관성이 깨지고, 불변으로 만들수 없다

// 코드 2-2 자바빈즈 패턴 - 일관성이 깨지고, 불변으로 만들 수 없다. (16쪽)
public class NutritionFacts {
    // 매개변수들은 (기본값이 있다면) 기본값으로 초기화된다.
    private int servingSize  = -1; // 필수; 기본값 없음
    private int servings     = -1; // 필수; 기본값 없음
    private int calories     = 0;
    private int fat          = 0;
    private int sodium       = 0;
    private int carbohydrate = 0;

    public NutritionFacts() { }
    // Setters
    public void setServingSize(int val)  { servingSize = val; }
    public void setServings(int val)     { servings = val; }
    public void setCalories(int val)     { calories = val; }
    public void setFat(int val)          { fat = val; }
    public void setSodium(int val)       { sodium = val; }
    public void setCarbohydrate(int val) { carbohydrate = val; }

    public static void main(String[] args) {
        NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts();
        cocaCola.setServingSize(240);
        cocaCola.setServings(8);
        cocaCola.setCalories(100);
        cocaCola.setSodium(35);
        cocaCola.setCarbohydrate(27);
    }
}

- 자바빈즈패턴에서는 객체 하나를 만들려면 메서드를 여러 개 호출해야 하고 객체가 완전히 생성되기 전까지는 일관성이 무너진 상태에 놓이게 된다

- 일관성이 무너지는 문제는 클래스를 불변으로 만들수 없다

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2-4 빌더패턴 - 점층적 생성자 패턴과 자바 빈즈 패턴의 장점만 취했다

점층적 생성자 패턴의 안전성 + 자바빈즈 패턴의 가독성

// 코드 2-3 빌더 패턴 - 점층적 생성자 패턴과 자바빈즈 패턴의 장점만 취했다. (17~18쪽)
public class NutritionFacts {
    private final int servingSize;
    private final int servings;
    private final int calories;
    private final int fat;
    private final int sodium;
    private final int carbohydrate;

    public static class Builder {
        // 필수 매개변수
        private final int servingSize;
        private final int servings;

        // 선택 매개변수 - 기본값으로 초기화한다.
        private int calories      = 0;
        private int fat           = 0;
        private int sodium        = 0;
        private int carbohydrate  = 0;

        public Builder(int servingSize, int servings) {
            this.servingSize = servingSize;
            this.servings    = servings;
        }

        public Builder calories(int val)
        { calories = val;      return this; }
        public Builder fat(int val)
        { fat = val;           return this; }
        public Builder sodium(int val)
        { sodium = val;        return this; }
        public Builder carbohydrate(int val)
        { carbohydrate = val;  return this; }

        public NutritionFacts build() {
            return new NutritionFacts(this);
        }
    }

    private NutritionFacts(Builder builder) {
        servingSize  = builder.servingSize;
        servings     = builder.servings;
        calories     = builder.calories;
        fat          = builder.fat;
        sodium       = builder.sodium;
        carbohydrate = builder.carbohydrate;
    }

    public static void main(String[] args) {
        NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts.Builder(240, 8)
                .calories(100).sodium(35).carbohydrate(27).build();
    }
}

- 빌더패턴은 (파이썬과 스칼라에 있는) 명명된 선택적 매개변수를 흉내 낸 것이다

- 빌더패턴은 계층적으로 설계된 클래스와 함께 쓰기에 좋다

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2-5 계층적으로 설계된 클래스와 잘 어울리는 빌더 패턴

// 코드 2-4 계층적으로 설계된 클래스와 잘 어울리는 빌더 패턴 (19쪽)

// 참고: 여기서 사용한 '시뮬레이트한 셀프 타입(simulated self-type)' 관용구는
// 빌더뿐 아니라 임의의 유동적인 계층구조를 허용한다.

public abstract class Pizza {
    public enum Topping { HAM, MUSHROOM, ONION, PEPPER, SAUSAGE }
    final Set<Topping> toppings;

    abstract static class Builder<T extends Builder<T>> {
        EnumSet<Topping> toppings = EnumSet.noneOf(Topping.class);
        public T addTopping(Topping topping) {
            toppings.add(Objects.requireNonNull(topping));
            return self();
        }

        abstract Pizza build();

        // 하위 클래스는 이 메서드를 재정의(overriding)하여
        // "this"를 반환하도록 해야 한다.
        protected abstract T self();
    }
    
    Pizza(Builder<?> builder) {
        toppings = builder.toppings.clone(); // 아이템 50 참조
    }
}

- Pizza.Builder 클래스는 재귀적 타입 한정을 이용하는 제네릭 타입이다

- 추상 메서드인 self를 더해 하위 클래스에서는 형 변환하지 않고도 매서드 연쇄를 지원할 수 있다

  - (simulated self-type) : 시뮬레이트한 셀프 타입 관용구

2-5-1 뉴욕 피자

// 코드 2-5 뉴욕 피자 - 계층적 빌더를 활용한 하위 클래스 (20쪽)
public class NyPizza extends Pizza {
    public enum Size { SMALL, MEDIUM, LARGE }
    private final Size size;

    public static class Builder extends Pizza.Builder<Builder> {
        private final Size size;

        public Builder(Size size) {
            this.size = Objects.requireNonNull(size);
        }

        @Override public NyPizza build() {
            return new NyPizza(this);
        }

        @Override protected Builder self() { return this; }
    }

    private NyPizza(Builder builder) {
        super(builder);
        size = builder.size;
    }

    @Override public String toString() {
        return toppings + "로 토핑한 뉴욕 피자";
    }
}

2-5-2 칼초네 피자

// 코드 2-6 칼초네 피자 - 계층적 빌더를 활용한 하위 클래스 (20~21쪽)
public class Calzone extends Pizza {
    private final boolean sauceInside;

    public static class Builder extends Pizza.Builder<Builder> {
        private boolean sauceInside = false; // 기본값

        public Builder sauceInside() {
            sauceInside = true;
            return this;
        }

        @Override public Calzone build() {
            return new Calzone(this);
        }

        @Override protected Builder self() { return this; }
    }

    private Calzone(Builder builder) {
        super(builder);
        sauceInside = builder.sauceInside;
    }

    @Override public String toString() {
        return String.format("%s로 토핑한 칼초네 피자 (소스는 %s에)",
                toppings, sauceInside ? "안" : "바깥");
    }
}

- 각 하위 클래스의 빌더가 정의한 build 메서드는 해당하는 구체 하위 클래스를 반환하도록 선언

NyPizza.Builder 는 NyPizza  
Calzone.Builder 는 Calzone

- 하위 클래스의 메서드가 상위 클래스의 메서드가 정의한 반환 타입이 아닌, 그 하위 타입을 반환하는 기능

 공변 반환 타이핑

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핵심 정리

생성자나 정적 팩터리가 처리해야 할 매개변수가 많다면 빌더 패턴을 선택하는 게 더 낫다
점층적 생성자보다 클라이언트 코드를 읽고 쓰기가 훨씬 간결하고, 자바빈즈 보다 안전하다