만혁
3장 기본 데이터 조작 - 명상과 프로그래밍
이 장에선 데이터 자체를 이야기 한다.
OOP 는 시스템 설계 과정에서 경직된 클래스 계층이 수반되지만,
DOP 는 데이터 모델을 맵과 배열의 유연한 조합으로 표현하고
각 정보 요소를 정보 경로를 통해 접근할 수 있도록 규정한다.
원리-2 데이터 개체를 범용 자료구조(generic data structure)로 표현하라
3.1 데이터 모델 설계
데이터 개체도는 레코드로 구성 된다. 레코드의 값은 모두 원시 자료형, 순차 컬렉션(list), 색인(index) 중 하나다.
레코드 간의 관계는 포함이나 연관 중 하나다.
3.2 맵으로 관리되는 레코드
- 코드는 데이터를 명시적인 인자로 전달받는 정적 함수로 구성된다.
- 데이터 개체는 레코드로 모델링되며 레코드 간의 관계는 순차 컬렉션과 색인으로 표현된다.
DOP 는 컬렉션과 색인에 대해 특별히 요구하는 것이 없다.
하지만, 레코드 표현에 대해서는 확고하다. 레코드는 맵 같은 범용 자료구조로 표현되어야 한다.
색인은 동종 맵(homogeneous map) 으로 모든 값이 같은 자료형인 맵으로 포현하며, 이종 맵(heterogeneous map)은 모든 값이 다른 자료형인 맵이다.
데이터 표현
-> 레코드 -> 이종 맵
-> 컬렉션 -> 배열, 집합, 벡터
-> 색인 -> 동종 맵범용 자료구조를 사용해 얻는 이점은 유연성과 일반성이다.
// 3.1 맵으로 표현된 Book 레코드의 예
{
"isbn": "978-1779501127",
"title": "Watchmen",
"publicationYear": 1987,
"authors": ["alan-moore", "dave-gibbons"],
"bookitems": [
{
"id": "book-item-r",
"libld": "nyc-central-lib",
"isLent": true
},
{
"id": "book-item-2",
"libld": "nyc-central-lib",
"isLent": false
}
]
}자바스크립트나 파이썬 같은 동적 언어에서는 위 예시의 레코드의 인스턴스를 만들기 쉽지만
자바 같은 정적 언어에서는 장황하지만 불변 맵과 불변 리스트를 사용해서 만들 수 있다.
// 자바 맵으로 표현한 Book 레코드
var watchmen = Map.<String, Object>of(
"isbn", "978-1779501127",
"title", "Watchmen",
"publicationYear", 1987,
"authors", List.of("alan-moore", "dave-gibbons"),
"bookitems", List.of(
Map.of(
"id", "book-item-1",
"libld", "nyc-central-lib",
"isLent", true
),
Map.of(
"id", "book-item-2",
"libld", "nyc-central-lib",
"isLent", false
)
)
)// js 에서 Book 클래스의 인스턴스로 표현된 Book 레코드
class Book {
isbn;
title;
publicationYear;
authors;
bookitems;
constructor(isbn, title, publicationYear, authors, bookitems) {
this.isbn = isbn;
this.title = title;
this.publicationYear = publicationYear;
this.authors = authors;
this.bookitems = bookitems;
}
}
class Bookitem {
id;
libld;
isLent;
constructor(id, libld, isLent) {
this.id = id;
this.libld = libld;
this.isLent = isLent;
}
}
var watchmenBook = new Book(
"978-1779501127",
"Watchmen",
1987,
[
"alan-moore",
"dave-gibbons"
],
[
new Bookitem("book-item-1", "nyc-central-lib", true),
new Bookitem("book-item-2", "nyc-central-lib", false)
]
);위와 같이 클래스를 사용하면 데이터 규격이 프로그램의 일부가 된다.
장점은 IDE 로 필드 이름이 자동완성 되거나 컴파일 시점에 오류를 찾을 수 있다
만약 위 정보에서 도서 정보를 표현하고, 저자 ID 대신 저자 이름을 표시하고 싶다
그리고 개별 인쇄본의 정보는 필요치 않는 경우에는 어떻게 처리 해야 할까?
통상의 OOP 에서는 Book 클래스에서 bookItems는 없고 authorIds 대신 authorNames 를 구성 요소로 갖는
BookInSearchResults 클래스를 생성해야 한다.
그리고 Book 객체를 받아서 복사하는 생성자를 작성해야한다.
위와 같이 클래스만 이용하면 안전이 보장되지만 유연성이 희생된다.
class BookInSearchResults {
isbn;
title;
publicationYear;
authorNames;
BookInSearchResults(book, authorNames) {
this.isbn = book.isbn;
this.title = book.title;
this.publicationYear = book.publicationYear;
this.authorNames = authorNames;
}
}DOP 에서는 맵으로 레코드를 표현한다.
데이터마다 클래스를 만들 필요가 없이 자유롭게 동적으로 추가하고 제거하고 이름을 변경한다.
3.3 범용 함수를 사용한 데이터 조작
도서관의 장서 데이터를 담은 Catalog 레코드의 한 예를 들어본다.
// catalog 레코드
var catalogData = {
"booksBylsbn": {
"978-1779501127": {
"isbn": "978-1779501127",
"title": "Watchmen",
"publicationYear": 1987,
"authorlds": ["alan-moore", "dave-gibbons"],
"bookitems": [
{
"id": "book-item-1",
"libld": "nyc-central-lib",
"isLent": true
},
{
"id": "book-item-2",
"libld": "nyc-central-lib",
"isLent": false
}
]
}
},
"authorsByld": {
"alan-moore": {
"name": "Alan Moore",
"booklsbns": ["978-1779501127"]
},
"dave-gibbons": {
"name": "Dave Gibbons",
"booklsbns": ["978-1779501127"]
}
}
}데이터 개체도에서는 레코드와 색인이 분명하게 구분된다. 하지만 코드에서는 둘 다 데이터일 뿐이다.
OOP 에서는 데이터를 보통 객체로 표현하는데, 이로 인해 프로그램 내에서 데이터를 시각화 하기 더 어려워진다.
장서 데이터에스 특정 도서의 제목을 얻기 위해서는
정보 경로를 사용하면 해당 정보를 가져올 수 있다.
예를 들어 왓치맨 이라는 책의 제목은 정보 경로가 ["booksBylsbn", "978-1779501127", "title"] 이다.
정보 경로를 알았다면 로대시의 _.get() 함수를 사용해 정보를 얻을 수 있다.
// 정보 경로로 도서 명을 얻음
_.get(catalogData, ["booksBylsbn", "978-1779501127", "title"])
// -> "Watchmen"// get 구현
function get(m, path) {
var res = m;
for (let i = 0; i < path.length; i++) {
const key = path[i];
res = res[key];
}
return res;
}_.get() 같은 함수가 정적 타입 언어에서도 동작하기 위해서는
값을 전달하기만 하면 되는지, 아니면 구체적으로 그 값에 접근해야 하는지에 따라 다르다.
예를 들면 도서명을 하나 얻었고 이 문자열을 전부 대문자로 변환해야 하나면???
((String)watchmen.get("title")).toUpperCase();위와 같이 처리할 수 있다.
하지만 맵의 값들은 모두 자료형이 서로 달라 컴파일러는 맵을 Map<String, Object>로 선언하게 될것이고
레코드 항목은 자료형 정보를 잃어버리게 된다.
하지만 우리 코드에서는 데이터를 전달하기만 하는 경우가 많기때문에 정적 형변환이 필요없다.
정보경로의 경우 OOP 또한 catalogData.booksBylsbn["978-1779501127"].title 로 도서명에 접근할 수 있다
하지만 DOP 에서는 근본적인 차이가 있다. 레코드를 맵으로 표현하면 _.get 과 같은 범용 함수를 사용해서 정보경로를 통해
정보를 얻을 수 있다. 하지만 레코드가 객체로 표현된다면 각 정보의 경로 유형에 맞는 구체적인 코드를 작성해야 한다.
즉 자바같은 정적 타입 언어에서는 catalogData.booksBylsbn["978-1779501127"].title 이런 방법으로
데이터에 접근하려면 Catalog 와 Book 을 정의한 클래스가 있어야 정보에 접근 가능하지만
맵으로 표현한다면 각 클래스 없이 문자열로 접근이 가능하다
다시 말하자면 DOP 에서는 정보 경로가 일급 시민이다.
3.4 검색 결과 연산
검색 결과에 isbn, 제목 저자명이 도서 정보 검색결과로 보여야 한다면?
// 검색 결과에서 사용되는 watchmen bookInfo 레코드
{
"title": "Watchmen",
"isbn": "978-1779501127",
"authorNames": [
"Alan Moore",
"Dave Gibbons"
]
}// 저자 ID를 저자명에 대응
_.map(
["alan-moore", "dave-gibbons"],
(authorId) => _.get(catalogData. ["authorsById", authorId, "name"])
)
// -> ["Alan Moore", "Dave Gibbons"]function map(coll, f) {
const res = [];
for (let i = 0; i < coll.length; i++) {
res.push(f(coll[i]));
}
return res;
}// 도서의 저자명 연산
function authorNames(catalogData, book) {
const authorIds = _.get(book, "authorIds");
const names = _.map(
authorIds,
(authorId) => _.get(catalogData, ["authorsById", authorId, "name"]))
return names;
}// Book 레코드를 BookInfo 레코드로 변환
function bookInfo(catalogData, book) {
const bookInfo = {
"title": _.get(book, "title"),
"isbn": _.get(book, "isbn"),
"authorNames": authorNames(catalogData, book)
}
return bookInfo; // -> BookInfo용 클래스를 만들 필요가 없다.
}코드를 보지 않고도 레코드의 정보를 알 수 있는 방법은
데이터 개체도에 추가하거나 BookInfo 함수를 문서화 하면 된다.
동적 타입의 전형적인 단점 아닌가? 문서화 안하잖아~ ㅎㅎ;
// 조건에 맞는 도서 검색
function searchBooksByTitle(catalogData, query) {
const allBooks = _.values(_.get(catalogData, "booksByIsbn"));
const matchingBooks = _.filter(
allBooks,
(book) => _.get(book, "title").includes(query)
)
const bookInfos = _.map(
matchingBooks,
(book) => bookInfo(catalogData, book);
)
return bookInfos;
}function filter(coll, f) {
const res = [];
for (let i = 0; i < coll.length; i++) {
res.push(f(coll[i]));
}
return res;
}_.get(book, "title") 이 아닌 bookt.title, book["title"] 로 사용하지 않기 위해서는
book 이 객체로 표현되지 않은 레코드라는 사실을 기억해야 한다
searchBooksByTitle 함수의 반환 값을 JSON 직렬화를 하려면?
function searchBooksByTitleJSON(libraryData, query) {
const results = searchBooksByTitle(_.get(libraryData, "catalog"), query);
const resultsJSON = JSON.stringify(results);
return resultsJSON;
}코드를 테스트 하려면 Catalog 가 포함되는 Library 레코드를 만들어야 한다.
// Library 레코드
const libraryData = {
"name": "",
"address": "",
"catalog": {
"booksBylsbn": {
"978-1779501127": {
"isbn": "978-1779501127",
"title": "Watchmen",
"publicationYear": 1987,
"authorlds": ["alan-moore", "dave-gibbons"],
"bookitems": [
{
"id": "book-item-1",
"libld": "nyc-central-lib",
"isLent": true
},
{
"id": "book-item-2",
"libld": "nyc-central-lib",
"isLent": false
}
]
}
},
"authorsByld": {
"alan-moore": {
"name": "Alan Moore",
"booklsbns": ["978-1779501127"]
},
"dave-gibbons": {
"name": "Dave Gibbons",
"booklsbns": ["978-1779501127"]
}
}
}
}
searchBooksByTitleJSON(libraryData, "Wat")
authorNames(), bookInfo(), searchBooksByTitle() 함수는 Catalog 모듈로 들어가고,
searchBooksByTitleJSON 함수는 Library 모듈로 들어간다.
// 최종 버전
class Catalog {
static authorNames(catalogData, book) {
const authorIds = _.get(book, "authorIds");
const names = _.map(
authorIds,
(authorId) => _.get(catalogData, ["authorsById", authorId, "name"]))
return names;
}
static bookInfo(catalogData, book) {
const bookInfo = {
"title": _.get(book, "title"),
"isbn": _.get(book, "isbn"),
"authorNames": authorNames(catalogData, book)
}
return bookInfo; // -> BookInfo용 클래스를 만들 필요가 없다.
}
static searchBooksByTitle(catalogData, query) {
const allBooks = _.values(_.get(catalogData, "booksByIsbn"));
const matchingBooks = _.filter(
allBooks,
(book) => _.get(book, "title").includes(query)
)
const bookInfos = _.map(
matchingBooks,
(book) => bookInfo(catalogData, book);
)
return bookInfos;
}
}
class Library {
static searchBooksByTitleJSON(libraryData, query) {
const results = searchBooksByTitle(_.get(libraryData, "catalog"), query);
const resultsJSON = JSON.stringify(results);
return resultsJSON;
}
}3.5 이종 자료형의 레코드 처리
DOP 가 어떻게 레코드를 일급 시민으로 다루는지 살펴봤다.
레코드가 단지 여러 필드를 모아 놓은 것 뿐이라면, 레코드의 자료형이 무엇인지 어떻게 알 수 있을까?
DOP 는 놀랍게도 이 질문에 대한 답을 갖고있다.
대부분, 레코드의 자료형을 알 필요가 없다.
가장 중요한것은 각 필드의 값이다.
예를들어 Catalog.authorNames 코드를 보면,
이 코드는 Book 레코드를 처리하지만 중요한것은 authorIds 필드 뿐이다.
Member 와 Librarian 처럼 다양한 사용자 유형간의 차이는?
둘 다 email 필드와 encryptedPassword 필드를 갖고있는데
어떤 레코드가 Member 인지 Librarian 인지를 알수 있을까?
답은 간단하게 Catalog의 librariansByEmail 색인이나 membersByEmail 색인에서
그 레코드를 찾을 수 있는지 확인하면 된다.
사서와 회원이 각각 한 명인것으로 가정한다면 UserManagement 레코드는 아래와 같다.
// UserManagement 레코드
const userManagementData = {
"librariansByEmail": {
"frank@gmail.com": {
"email": "frank@gmail.com",
"encryptedPassword": "bXlwYXNzd29yZA=="
}
},
"membersByEmail": {
"samantha@gmail.com": {
"email": "samantha@gmail.com",
"encryptedPassword": "c2VjcmV0",
"isBlocked": false,
"bookLendings": [
{
"bookItemId": "book-item-1",
"bookIsbn": "978-1779501127",
"lendingDate": "2020-04-23"
}
]
}
}
}/// 사용자가 사서인지 확인
function isLibrarian(userManagement, email) {
return _.has(_.get(userManagement, "librariansByEmail"), email);
}
isLibrarian(userManagementData, "frank@gmail.com");
// -> true회원이 슈퍼 회원이나 VIP 회원인지 확인할 때도 같은 패턴을 사용해야 될까?
가능하지만 더 좋은 방법이 있다 vip 회원이면 isVIP 필드를 추가하는것이다.
function isVIPMember(userManagement, email) {
return _.get(userManagement, ["membersByEmail", email, "isVIP"]) === true;
}동일하게 슈퍼 회원인 경우에는 isSuper 필드를 추가한다
function isSuperMember(userManagement, email) {
return _.get(userManagement, ["membersByEmail", email, "isSuper"]) === true;
}// UserManagement 모듈의 코드
class UserManagement {
static isLibrarian(userManagement, email) {
return _.has(_.get(userManagement, "librariansByEmail"), email);
}
static isVIPMember(userManagement, email) {
return _.get(userManagement, ["membersByEmail", email, "isVIP"]) === true;
}
static isSuperMember(userManagement, email) {
return _.get(userManagement, ["membersByEmail", email, "isSuper"]) === true;
}
}회원 레코드에 VIP 나 Super 값을 갖는 type 필드를 두지 않는 이유는
제품 요구사항에 따라 VIP 회원이자 슈퍼 회원일 수도 있다.
따라서 types 필드가 VIP, Super 또는 둘 모두를 담는 컬렉션일 수 있다
어떤 상황에서는 types 필드가 유용할수도 있지만,
레코드가 지원하는 각 기능에 Boolean 필드를 두는것이 더 간단하다.
isVip, isSuper 와 같은 필드를 특성 필드(Feature Field)라고 한다.
isLibrarian 과 isMember 필드도 추가할 수 있지만 사서와 회원은 데이터 관점에서 명확한 구분이 있어 별도 레코드 자료형을 갖는게 좋아 보인다.