Item 2. Consider a Builder When Faced with Many Constructor Parameters

생성자에 매개변수가 많다면 빌더를 고려하라

생성자에 매개변수가 많다면 빌더를 고려하라

객체 지향 프로그래밍에서 생성자는 클래스의 인스턴스를 초기화하는 데 중요한 역할을 한다. 그러나 선택적 매개변수가 많아질 경우, 코드의 가독성과 유지 보수성이 떨어질 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 빌더 패턴을 고려하는 것이 좋다. 여기서는 생성자 패턴의 문제점과 빌더 패턴의 장점을 비교하고, 구체적인 예제를 통해 이를 설명하고자 한다.

점층적 생성자 패턴의 문제점

점층적 생성자 패턴은 필수 매개변수만을 받는 생성자에서 시작해 선택적 매개변수를 추가한 생성자를 여러 개 제공하는 방식이다. 예를 들어, 식품 포장의 영양 정보를 클래스에 담고자 한다면, 다음과 같은 점층적 생성자 패턴을 사용할 수 있다.

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 제공량) 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;
    }
}

위의 코드에서 볼 수 있듯이, 생성자 매개변수가 늘어날수록 생성자 오버로딩이 복잡해지고 가독성이 떨어진다. 특히 매개변수의 순서가 중요해지면서 실수를 유발하기 쉽다.

자바빈즈 패턴의 문제점

자바빈즈 패턴에서는 매개변수 없는 생성자를 호출한 후, 각 필드를 설정하기 위해 setter 메서드를 사용하는 방식이다.

public class NutritionFacts {
    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() { }

    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; }
}

자바빈즈 패턴은 점층적 생성자 패턴의 단점을 일부 보완할 수 있지만, 불변성을 보장하지 못하고, 객체가 완전히 생성되기 전까지는 일관성이 깨진 상태에 놓일 수 있다는 문제점이 있다.

빌더 패턴의 장점

빌더 패턴은 복잡한 객체를 생성하는 과정을 단순화하고 가독성을 높이는 데 유용하다. 빌더 패턴을 사용하면, 생성자나 자바빈즈 패턴에서 발생하는 문제를 피할 수 있다.

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 초기화
        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;
    }
}

위 예제에서 볼 수 있듯이, 빌더 패턴은 가독성과 일관성을 모두 확보할 수 있는 방법이다. 필수 매개변수는 빌더의 생성자를 통해 설정하고, 선택 매개변수는 메서드 체이닝을 통해 설정할 수 있다. 이를 통해 복잡한 객체를 쉽게 생성할 수 있으며, 불변성을 유지할 수 있다.

결론

생성자나 점층적 생성자 패턴이 처리해야 할 매개변수가 많다면 빌더 패턴을 선택하는 것이 더 낫다. 빌더 패턴은 코드의 가독성을 높이고, 객체의 일관성과 불변성을 유지할 수 있는 강력한 방법이다. 이를 통해 유지보수성과 확장성을 모두 갖춘 객체를 생성할 수 있다.