Item 21. 인터페이스는 구현하는 쪽을 생각해 설계하라
Java의 인터페이스 디폴트 메서드(Interface Default Method)
본문에서는 생각할 수 있는 모든 상황에서 불변식을 해치지 않는 인터페이스(Interface)의 디폴트 메서드(Default Method)를 작성하기 어렵고 때문에 디폴트 메서드로 인해 기존 클라이언트를 망가뜨릴 수 있기 때문에 꼭 필요한 경우가 아니면 인터페이스를 구현하는 쪽으로 생각해 설계하라고 권고하고 있습니다.
이렇듯 책에서는 인터페이스의 디폴트 메서드 구현을 지양하고 인터페이스를 구현하는 쪽으로 생각해 설계하라고 했는데, Swift에서는 어떨까요?
Swift의 프로토콜 기본구현(Protocol Default Implementations)
Java에서 인터페이스의 디폴트 메서드를 작성할 수 있듯이 Swift에서도 프로토콜(Protocol)의 요구사항을 익스텐션(Extension)을 통해 구현할 수 있는데, 이를 프로토콜 기본구현(Protocol Default Implementations) 이라고 합니다.
Swift에서는 어떻게 바라봐야할지 생각하기에 앞서 기본 구현에 대한 강점과 프로토콜 기본 구현시 고려해야할 점들을 살펴봅시다. (이후에 내린 결론을 마지막에 작성해놓았습니다.)
제 생각에는 Swift에서(특히, 프로토콜 지향 프로그래밍(Protocol Oriented Programming)에서) 프로토콜을 익스텐션해서 프로토콜의 요구사항을 구현하는 것은 Swift가 가지고있는 강점 중 하나인 것 같습니다. 그 이유는 아래와 같습니다.
- 기존 타입의 소스 코드에 대한 액세스 권한이 없더라도 익스텐션으로 기존 타입을 확장하여 새 프로토콜을 채택하고 준수할 수 있도록 만들어줄 수 있고 익스텐션으로 기존 타입에 새로운 프로퍼티(저장 프로퍼티 제외), 메서드 및 서브스크립트(subscript)를 추가할 수 있어 프로토콜이 요구할 수 있는 요구사항을 추가할 수도 있습니다. (다만 프로토콜에서 저장 프로퍼티(Stored Property)를 구현할 수 없으므로 저장 프로퍼티는 프로토콜을 채택한 타입에서 직접 구현해야합니다.) 이렇게 프로토콜과 익스텐션을 사용하여서 기본 구현을 해두면 중복된 코드를 줄일 수 있는 장점이 있습니다.
- 프로토콜에서 정의한 요구사항의 경우 익스텐션에서 기본 구현해 둔 기능을 사용하지 않을 때에는 정의할 수 있습니다. 특정 프로토콜을 준수하는 타입에 프로토콜의 요구사항이 이미 구현되어 있다면 그 기능을, 그렇지 않다면 프로토콜 기본 구현 기능을 호출합니다. 이처럼 프로토콜 기본 구현을 통해 기능을 구현한다면 프로토콜 채택만으로 타입에 기능을 추가해 사용할 수 있습니다.
<간단한 예시="">
```swift
protocol TextRepresentable {
var describeSelf: String { get }
}
extension TextRepresentable {
func describeSelf() {
print(self)
}
}
extension Int: TextRepresentable { } // 자세한 구현은 생략
extension String: TextRepresentable { } // 자세한 구현은 생략
extension Double: TextRepresentable { } // 자세한 구현은 생략
8291.describeSelf() // 8291
3.14.describeSelf() // 3.14
"Effective Swift".describeSelf() // "Effective Swift"
```
또한 기존에 제공되는 프로토콜들의 익스텐션을 통한 기본 구현 코드를 볼 수는 없지만, 공개되어있는 내부 구현을 살펴봤을 때 스위프트의 많은 기능들이 프로토콜, 익스텐션, 제네릭의 조합으로 구현되어 있는 것 같습니다. 그 중에서 한 가지 예를 들어 살펴보자면, `Array`, `Set`, `Dictionary` 에서 공통으로 채택하고 있는 프로토콜들은 `CustomDebugStringConvertible`, `CustomReflectable`, `CustomStringConvertible` 등이 있는데 타입들에 공통으로 들어가는 코드의 중복을 줄이기 위해 타입별로 공유하는 부분들을 각 프로토콜에서 익스텐션을 통해 기본 구현했을 것이라고 예상해볼 수 있을 것 같습니다.
### 프로토콜 기본 구현시 고려해야할 점
다만 이런 점들은 프로토콜 기본 구현시 고려해야합니다.
(예제 중 ⭐️한 곳을 유의해서 봐주세요.)
1. **Method Dispatch**
```swift
protocol SampleProtocol {
func foo()
}
extension SampleProtocol {
func foo() {
print("protocol foo")
}
func bar() {
print("protocol bar") ⭐️
}
}
class SampleClass: SampleProtocol {
func foo() {
print("class foo")
}
func bar() {
print("class bar")
}
}
let sample: SampleProtocol = SampleClass()
sample.foo() // "class foo"
sample.bar() // "protocol bar" ⭐️
```
* `foo()`와 같은 **Protocol-required method**는 런타임에 실행할 메서드를 선택하는 **dynamic dispatch**를 사용합니다.
* `bar()`와 같은 **Extension-defined method**는 빌드 타임에 실행할 메서드를 선택하는 **static dispatch**를 사용합니다. 즉, 프로토콜의 요구사항으로 정의되어있지 않고 익스텐션에서만 구현되어있는 메서드(위 예제에서 `bar()`)는 프로토콜을 채택한 타입에서 같은 이름으로 메서드를 덮어쓰는 경우 적용되지 않고 extension 익스텐션에서 구현한 기본구현을 사용해야합니다.
2. **Dispatch Precedence and Constraints**
```swift
protocol SampleProtocol {
func foo()
}
extension SampleProtocol {
func foo() {
print("SampleProtocol")
}
}
protocol BarProtocol {}
extension SampleProtocol where Self: BarProtocol {
func foo() {
print("BarProtocol") ⭐️
}
}
class SampleClass: SampleProtocol, BarProtocol {}
let sample: SampleProtocol = SampleClass()
sample.foo() // "BarProtocol" ⭐️
```
프로토콜에서 요구하는 메서드(Protocol-required method)일 경우에는 제약을 사용하여 기본 구현을 정의할 수 있습니다. 그리고 이러한 경우 *제약이 있는(constrained) 기본 구현이 제약이 없는 기본 구현보다 더 우선합니다.*
* 우선 순위: *프로토콜을 준수한 class/struct/enum > 제약이 있는 protocol extension > 단순 protocol extension*.
### 결론
[이번 챕터의 내용](#Java의-인터페이스-디폴트-메서드(Interface-Default-Method))은 자바와 스위프트 두 언어 뿐만 아니라 프로그래밍에서 공통적으로 적용되는 내용이라고 생각합니다.
그렇기 때문에 자바에서와 같은 맥락으로 Swift에서 역시 생각할 수 있는 사항들(프로토콜 기본 구현시 고려해야할 점들 등)을 고려하여 프로그래밍을 하더라도 일어날 수 있는 모든 상황에서 불변식을 해치지 않는 프로토콜(Protocol)의 기본 구현(Default Implementations)를 작성하기는 어렵습니다. 그리고 기본 구현으로 인해 기존 클라이언트를 망가뜨릴 가능성도 있습니다. **그렇기 때문에 책의 내용에서처럼 꼭 필요한 경우가 아니면 프로토콜의 요구사항를 구현하는 쪽으로 생각해 설계해야한다는 결론을 내렸습니다.** **즉, 프로토콜 사용시 채택한 곳에서 프로토콜의 요구사항을 구현하도록해서 다형성으로 동작하도록 하는게 프로토콜의 장점을 더 살리는 방향이라고 결론을 내렸습니다.** (또한, 이 아이디어의 연장선이 iOS에서 많이 사용되고 있는 Delegation 패턴인 것 같습니다. Delegation 패턴에 대해서도 살펴보면 좋을 것 같습니다.)
### 참고
1. [Adding Protocol Conformance with an Extension - The Swift Programming Language](https://docs.swift.org/swift-book/LanguageGuide/Protocols.html#ID276)
2. [Protocol - The Swift Programming Language](https://docs.swift.org/swift-book/LanguageGuide/Protocols.html#ID276)
3. [Protocol Extensions - The Swift Programming Language](https://docs.swift.org/swift-book/LanguageGuide/Protocols.html#ID521)
4. [프로토콜 지향 프로그래밍 POP](https://yagom.net/courses/swift-basic/lessons/프로토콜-지향-프로그래밍-p-o-p/)
5. [Swift: Why You Should Avoid Using Default Implementations in Protocols](https://medium.com/better-programming/swift-why-you-should-avoid-using-default-implementations-in-protocols-eeffddbed46d)