OOP의 정보 은폐 기능을 설명하기 위해 단골로 등장하는 사물이 바로 자동차이며 이 책도 앞에서 자동차를 예로 들어 설명했다. 자동차의 기능들은 대부분의 사람들이 잘 알고 있으며 내부의 복잡한 구조에 비해 공개된 인터페이스가 적어 정보 은폐 기능을 설명하기에 적절하기 때문이다. C++의 클래스는 실세계의 모든 사물을 다 표현할 수 있는데 과연 자동차를 어떻게 표현하는지 예제를 만들어 보자.
표현력이 섬세하고 용량에 상관없이 추상화를 한다면 실제 자동차와 거의 똑같은 자동차 클래스를 만들어 사실적으로 묘사할 수도 있다. 그러나 이렇게 하자면 예제가 너무 커지고 콘솔 환경의 표현력도 충분하지 않으므로 개념적인 자동차만 만들어 보도록 하자. 자동차 문 열기, 시동 걸기, 깜박이 넣기 따위는 무시하고 주행 기능만 표현하기로 한다.
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예 제 : CarObject |
#include <Turboc.h>
class Car
{
private:
int Gear;
int Angle;
int Rpm;
public:
Car() { Gear=0; Angle=0; Rpm=0; }
void ChangeGear(int aGear) {
if (aGear >= 0 && aGear <= 6) {
Gear=aGear;
}
}
void RotateWheel(int Delta) {
int tAngle=Angle+Delta;
if (tAngle >= -45 && tAngle <= 45) {
Angle=tAngle;
}
}
void Accel() {
Rpm=min(Rpm+100,3000);
}
void Break() {
Rpm=max(Rpm-500,0);
}
void Run() {
int Speed;
char Mes[128];
gotoxy(10,12);
if (Gear == 0) {
puts("먼저 1~6키를 눌러 기어를 넣으시오 ");
return;
}
if (Gear == 6) {
Speed=Rpm/100;
} else {
Speed=Gear*Rpm/100;
}
sprintf(Mes,"%d의 속도로 %s쪽 %d도 방향으로 %s진중 ",
abs(Speed),(Angle >= 0 ? "오른":"왼"),abs(Angle),
(Gear==6 ? "후":"전"));
puts(Mes);
}
};
void main()
{
Car C;
int ch;
for(;;) {
gotoxy(10,10);
printf("1~5:기어 변속, 6:후진 기어, 0:기어 중립");
gotoxy(10,11);
printf("위:액셀, 아래:브레이크, 좌우:핸들, Q:종료");
if (kbhit()) ch=getch();
if (ch == 0xE0 || ch == 0) {
ch=getch();
switch (ch) {
case 75:
C.RotateWheel(-5);
break;
case 77:
C.RotateWheel(5);
break;
case 72:
C.Accel();
break;
case 80:
C.Break();
break;
}
} else {
if (ch >= '0' && ch <= '6') {
C.ChangeGear(ch-'0');
} else if (ch == 'Q' || ch == 'q') {
exit(0);
}
}
C.Run();
delay(10);
}
}
속성으로 Gear, 앞 바퀴의 각도인 Angle, 엔진의 회전수인 Rpm만 포함했으며 이 속성들은 클래스의 멤버 변수로 선언된다. 생성자에서 모든 멤버는 0으로 초기화했다. 사용자는 먼저 기어를 넣고 액셀을 밟음으로써 엔진을 회전시키며 핸들을 좌우로 비틀어서 차를 운전한다. 속도를 더 내고 싶으면 기어를 바꾸고 주행중인 차를 멈추고 싶을 때는 브레이크를 밟으면 된다. 자동차의 현재 상태를 나타내는 세 가지 주요 멤버는 private로 숨겨져 있어 외부에서 함부로 조작할 수 없도록 보호된다.
운전자는 기어 스틱, 액셀, 브레이크, 핸들 등의 외부로 공개된 장치로만 자동차를 제어할 수 있는데 Car 클래스는 외부 인터페이스를 public 멤버 함수로 제공한다. 기어를 변경할 때는 ChangeGear 함수를 호출하는데 유효한 기어는 0~6까지뿐이며 이 외의 값이 들어오면 무시한다. 존재하지도 않는 8단, 9단 기어를 넣지는 않는다. 자동차의 방향을 변경하고 싶을 때는 RotateWheel 함수를 호출하는데 좌우로 45도까지만 각도를 변경할 수 있어 바퀴가 뒤로 획 돌아간다거나 하는 일은 절대로 없다.
Accel과 Break는 엔진 회전수인 Rpm을 조정하되 0~3000까지의 범위 내에서만 Rpm을 조작한다. 액셀을 밟을 때는 회전수가 천천히 올라가고 브레이크를 밟을 때는 급격하게 떨어지도록 하여 조금이나마 사실감 있게 표현했다. 실제 회전수인 Rpm은 외부로부터 철저하게 차단되어 있으며 Accel과 Break 함수는 공개되어 있지만 자체적인 에러 처리로 무효한 값을 방지한다. 외부에서 아무리 액셀을 오랫동안 밟고 있어도 엔진 허용치 이상은 더 올라가지 않으며 브레이크를 아무리 세게 밟아도 Rpm이 음수가 되지는 않는다.
Run 함수는 기어와 바퀴의 각도, 엔진 회전수 정보를 종합적으로 판단하여 자동차를 운행한다. 기어가 중립이면 엔진과 바퀴가 연결되지 않은 것으므로 차는 운행할 수 없으며 전진 기어의 단수에 따라 Rpm에 곱해지는 값이 틀려진다. 후진 기어일 경우는 천천히 뒤로 후진하도록 했으며 핸들의 현재 상태에 따라 좌우로 방향을 틀기도 한다. 콘솔 환경에서 이동중인 차를 그릴 수 없어 텍스트 출력으로 대신했지만 그래픽 환경이라면 이동하는 차를 얼마든지 그릴 수 있다.
main에서 Car 클래스의 객체 C를 선언하고 키 입력을 받아 자동차를 조작하는데 클래스의 외부에서는 공개된 멤버 함수만 호출할 수 있으며 자동차의 주요 부품을 직접 조작할 수는 없다. 자동차가 스스로를 보호하고 있으므로 핸들을 과하게 비틀거나 액셀을 계속 밟고 있어도 별 문제가 되지 않는다. 이 예제에서는 자동차 객체 하나밖에 없지만 길, 장애물, 여러 개의 자동차를 만들어 서로간의 관계를 정의하면 멋진 자동차 경주 게임이 만들어질 것이다.
이 예제의 자동차는 아주 단순하게 모델링되었지만 프로그램의 필요에 따라 클래스는 얼마든지 실세계의 사물과 똑같아질 수 있다. 차 문짝도 달 수 있고 백미러, 타이어 등도 부착할 수 있으며 전진할 때 뒤로 뿜어져 나오는 배기 가스도 표현할 수 있다. 사실 이런 식이라면 항공모함이나 우주선, 로보트 태권 V도 얼마든지 만들 수 있는 셈이다.