덕 타이핑

3. 개념적 예제

덕 타이핑의 핵심은 객체의 실제 타입보다 객체가 어떤 메서드와 속성을 가지고 있느냐에 따라 그 적합성을 판단하는 것이다.

다음은 덕 타이핑을 사용하는 의사코드 예제이다.

```

function calculate(a, b, c) => return (a+b)*c

a = calculate (1, 2, 3)

b = calculate ([1, 2, 3], [4, 5, 6], 2)

c = calculate ('apples ', 'and oranges, ', 3)

print to_string a

print to_string b

print to_string c

```

위 코드의 실행 결과는 다음과 같다.

```

9

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 4, 5, 6]

apples and oranges, apples and oranges, apples and oranges,

```

다음은 파이썬 코드 예제이다.

```python

class Duck:

def swim(self):

print("오리 수영")

def fly(self):

print("오리 비행")

class Whale:

def swim(self):

print("고래 수영")

for animal in [Duck(), Whale()]:

animal.swim()

animal.fly()

```

위 코드의 출력은 다음과 같다.

```

오리 수영

오리 비행

고래 수영

AttributeError: 'Whale' object has no attribute 'fly'

```

이 예제에서 `Whale` 클래스는 `swim` 메서드는 가지고 있지만 `fly` 메서드는 가지고 있지 않다. 따라서 `animal.fly()`를 호출했을 때 `AttributeError`가 발생한다. 만약 수영할 수 있는 모든 것이 오리라고 가정할 수 있다면, 고래도 오리로 간주될 수 있다. 그러나 오리가 날 수 있어야 한다는 가정이 추가되면 고래는 오리로 간주되지 않는다.

다음은 파이썬과 C++ 코드 예제이다.

```python

class Duck:

def quack(self):

print("꽥꽥!")

def feathers(self):

print("오리에게 흰색, 회색 깃털이 있습니다.")

class Person:

def quack(self):

print("이 사람이 오리를 흉내내네요.")

def feathers(self):

print("사람은 바닥에서 깃털을 주워서 보여 줍니다.")

def in_the_forest(duck):

duck.quack()

duck.feathers()

def game():

donald = Duck()

john = Person()

in_the_forest(donald)

in_the_forest(john)

```

```c++

class Duck {

public:

void quack() {

std::cout << "Quaaaaaack!" << std::endl;

}

void feathers() {

std::cout << "The duck has white and gray feathers." << std::endl;

}

}

class Person {

public:

void quack() {

std::cout << "The person imitates a duck." << std::endl;

}

void feathers() {

std::cout << "The person takes a feather from the ground and shows it." << std::endl;

}

}

template

void inTheForest(T& t)

{

t.quack();

t.feathers();

}

int main()

{

Duck donald;

Person jhon;

inTheForest( donald );

inTheForest( jhon );

}

```

위 두 예제에서 `in_the_forest` 함수(또는 `inTheForest` 함수)는 `Duck` 타입의 객체뿐만 아니라 `quack`과 `feathers` 메서드를 가진 모든 객체를 인자로 받을 수 있다. 이것이 덕 타이핑의 핵심 개념을 보여주는 예시이다.

4. 다른 형 체계와의 비교

정적 타입 언어는 컴파일 시점에 타입 검사를 수행하는 반면, 동적 타입 언어는 런타임에 타입 검사를 수행한다.^[12] 동적 타입에서는 객체 (변수의 값)가 무엇을 할 수 있는지 (어떤 인터페이스를 가지고 있는지)는 런타임 시 객체 자체가 결정한다.

덕 타이핑은 상속을 통한 서브 타입 (부분형) 다형성 (subtype polymorphism^영어)^[13]을 주로 사용하는 정적 타입의 객체 지향 언어인 Java나 C#에서, 객체가 특정 인터페이스의 모든 메서드를 가지고 있다면, 해당 클래스가 해당 인터페이스를 선언적으로 구현하지 않더라도, 객체는 런타임에 해당 인터페이스를 구현하는 것으로 간주할 수 있다는 개념이다. 이는 또한, 같은 인터페이스를 구현하는 객체끼리, 각각이 어떤 상속 계층을 가지고 있는지와 관계없이 서로 교환 가능하다는 의미이기도 하다.

이 용어의 이름은 "덕 테스트"에서 유래했다.

> "만약 그것이 오리처럼 걷고, 오리처럼 꽥꽥거린다면, 그것은 틀림없이 오리일 것이다."

C++의 템플릿은 덕 타이핑의 정적 버전이다. 예를 들어, STL의 다양한 iterator는 Iterator 기본 클래스에서 메서드를 상속받는 것은 아니지만, 특정 연산자를 사용할 수 있고 같은 구문으로 컴파일이 통과되면 iterator의 일종으로 취급된다. "같은 인터페이스를 갖는다"는 것은 컴파일러에게 시그니처와 같은 인터페이스가 같다는 것을 의미한다. 따라서 iterator 구현은 객체일 필요도 없다.

OCaml의 구조적 서브타이핑 (structural subtyping^영어)은 덕 타이핑과 유사한 접근 방식이다. 메서드 시그니처가 호환된다면, 선언적인 상속 관계가 없더라도, 객체 타입은 호환된다. 이것은 OCaml의 타입 추론 시스템에 의해 컴파일 시점에 결정된다(컴파일러에 의한 정적 타입 검사). TypeScript의 타입 호환성 역시 구조적 서브타이핑을 기반으로 한다.^[18] 이와 대립되는 개념은 명목적 서브타이핑 (nominal subtyping^영어)이며, Java나 C# 등 상속 기반 타입 시스템에서 사용된다.

Python과 Ruby는 일반적인 클래스 상속 기능도 가지고 있으며, 상속에 의한 다형성도 사용할 수 있지만, 덕 타이핑에 의한 다형성은 상속이 필요 없으며, 타입에 의한 제약에 얽매이지 않고 간단한 코드로 구현할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 제약이 없다는 것은 남용하기 쉽다는 의미이기도 하다. 타입 제약이 없는 경우 컴파일러에 의한 정적 타입 검사나 통합 개발 환경 (IDE)에 의한 코드 완성 등의 지원을 기대할 수 없으며, 프로그램의 기술 오류를 발견하기 어려울 수도 있다. Python의 덕 타이핑에서는 객체가 특정 속성을 실제로 가지고 있는지 `hasattr()`로 사전 검사하거나, 예외 처리를 기술하는 방법이 채택된다.^[11] Python은 덕 타이핑을 보완하기 위해 추상 기본 클래스 기능을 도입했다.^[19]

4. 1. 구조적 타입 시스템

4. 2. 프로토콜과 인터페이스

4. 3. 템플릿 또는 제네릭 타입

5. 구현

파이썬은 덕 타이핑을 적극적으로 활용하는 대표적인 동적 타입 언어이다. 파이썬에서는 객체가 특정 속성을 실제로 가지고 있는지 `hasattr()`로 사전 검사하거나, 예외 처리를 기술하는 방법이 채택된다.^[11]



class Duck:

def swim(self):

print("오리 수영")

def fly(self):

print("오리 비행")

class Whale:

def swim(self):

print("고래 수영")

for animal in [Duck(), Whale()]:

animal.swim()

animal.fly()



출력:



오리 수영

오리 비행

고래 수영

AttributeError: 'Whale' object has no attribute 'fly'



위 예시에서 `Duck` 클래스와 `Whale` 클래스는 `swim` 메서드를 가지고 있다. `for` 루프는 `Duck` 객체와 `Whale` 객체에 대해 `swim` 메서드를 호출한다. `Whale` 클래스는 `fly` 메서드가 없기 때문에 `AttributeError` 예외가 발생한다.

파이썬은 덕 타이핑을 보완하기 위해 추상 기본 클래스 기능을 도입했다.^[19]

Ruby에서도 덕 타이핑을 지원한다.



def test(foo)

puts foo.sound

end

class Duck

def sound

'quack'

end

end

class Cat

def sound

'myaa'

end

end

test(Duck.new)

test(Cat.new)



출력 결과:

```text

quack

myaa

```

두 클래스는 상속 관계가 없다. 위의 `test` 메서드는 `sound`라는 이름을 가진 멤버가 있는 객체라면 무엇이든 받아들인다. Ruby의 `puts`는 인자 객체를 자동으로 문자열로 변환하여 표준 출력으로 출력하므로, 문자열 이외의 값을 반환하는 `sound`라도 받아들인다. 이러한 유연성이 동적 언어의 특징이다.^[11]

C++의 템플릿은 덕 타이핑의 정적 버전이다.^[12]

```cpp

#include

template

void test(const T& t) {

std::cout << t.sound() << std::endl;

}

struct Duck {

const char* sound() const {

return "quack";

}

};

struct Cat {

const char* sound() const {

return "myaa";

}

};

int main() {

test(Duck());

test(Cat());

}

```

위 코드는 덕 타이핑을 C++ 템플릿으로 구현한 예시다. `test` 함수는 템플릿으로 정의되어 `sound()` 메서드를 가진 모든 타입을 인자로 받을 수 있다. 실행 결과는 템플릿에 의한 덕 타이핑이 컴파일 시점에 해결되는 정적 다형성이며, 동적 타입 언어와는 달리 실행 시 오버헤드를 수반하지 않는다.

C#은 버전 4.0부터 `dynamic` 형을 사용하여 동적 타입 지정을 지원한다. `dynamic`은 내부적으로 리플렉션을 이용하며, 메서드나 속성의 존재 여부를 실행 시간에 평가한다. 심볼 해결에 실패하면 예외가 발생한다.^[21]

```csharp

using System;

class Duck {

public string Sound() {

return "꽥꽥";

}

}

class Cat {

public string Sound() {

return "야옹";

}

}

public class DuckTypingTest {

static void Test(dynamic obj) {

Console.WriteLine(obj.Sound());

}

public static void Main() {

Test(new Duck());

Test(new Cat());

}

}

```

C#은 C++의 템플릿과 유사한 제네릭을 지원하지만, C++ 템플릿만큼 유연하지 않아 덕 타이핑에는 사용할 수 없다.^[22]

Visual Basic .NET(VB.NET)은 `Option Strict Off` 설정을 통해 지연 바인딩(late binding)을 지원하며, 이를 통해 덕 타이핑을 구현할 수 있다.^[23][24]

```vb.net

Option Strict Off ' 지연 바인딩을 허용한다.

'Option Strict On ' 지연 바인딩을 허용하지 않는다.

Imports System

Class Duck

Public Function Sound() As String

Return "꽥꽥"

End Function

End Class

Class Cat

Public Function Sound() As String

Return "야옹"

End Function

End Class

Public Class DuckTypingTest

Shared Sub Test(obj As Object)

Console.WriteLine(obj.Sound())

End Sub

Public Shared Sub Main()

Test(new Duck())

Test(new Cat())

End Sub

End Class

```

Java는 언어 구문 수준에서 동적 타이핑을 지원하지 않지만, 리플렉션을 사용하면 덕 타이핑과 유사한 기능을 구현할 수 있다. Core Reflection API로, `java.lang.reflect` 패키지가 제공된다.^[25] COM에서도, `IDispatch` 인터페이스^[26]를 구현함으로써 덕 타이핑과 유사한 기능을 구현할 수 있다.

5. 1. 파이썬

5. 2. Ruby

5. 3. C++

6. 비판

덕 타이핑은 코드 구현을 간결하게 할 수 있다는 장점이 있지만, 남용될 위험도 있다. 타입 제약이 없으면 통합 개발 환경(IDE)의 코드 완성 지원이나 컴파일러의 정적 타입 검사를 받기 어려워 프로그램 오류를 발견하기 힘들 수 있다.^[11] 이러한 문제점을 보완하고자 Python은 `hasattr()`를 이용한 사전 검사, 예외 처리, 추상 기본 클래스 기능 등을 덕 타이핑과 함께 활용한다.^[11][19]

참조

_[1] 웹사이트 Glossary — Python 3.7.1 documentation https://docs.python.[...] 2018-11-08
_[2] 웹사이트 Python Duck Typing - Example https://techiehours.[...] 2020-07-26
_[3] webarchive Boo: Duck Typing http://boo.codehaus.[...] 2008-10-06
_[4] 웹사이트 Dynamic classes and duck typing https://forum.dlang.[...]
_[5] 웹사이트 Metaprogramming - duck typing in D https://stackoverflo[...]
_[6] 웹사이트 SE Radio Episode 384: Boris Cherny on TypeScript https://www.se-radio[...] 2019-10-25
_[7] 웹사이트 Core Language · An Introduction to Elm http://guide.elm-lan[...] 2017-01-30
_[8] 웹사이트 PEP 544 – Protocols: Structural subtyping (static duck typing) https://peps.python.[...]
_[9] 웹사이트 StackOverflow: Implement duck typing using java MethodHandles https://stackoverflo[...] 2020-06-13
_[10] 웹사이트 Python Duck Typing - Example https://techiehours.[...] 2020-07-26
_[11] 웹사이트 Glossary — Python 3.7.1 documentation, §duck-typing https://docs.python.[...] 2018-11-08
_[12] Oracle Dynamic typing vs. static typing https://docs.oracle.[...]
_[13] 서적 型システム入門 −プログラミング言語と型の理論− オーム社 2013-03-26
_[14] 문서 Objects and Aspects: Row Polymorphism https://www.cs.cmu.e[...] Neel Krishnaswami, Department of Computer Science, Carnegie Mellon University
_[15] 문서 実例によるPureScript https://aratama.gith[...]
_[16] 문서 OCamlで構築するモダンWeb：型付きHTML5プログラミングの実際 http://proofcafe.org[...] 有限会社ITプランニング | 今井 敬吾
_[17] 서적 型システム入門 −プログラミング言語と型の理論− オーム社 2013-03-26
_[18] 문서 TypeScript: Documentation - Type Compatibility https://www.typescri[...]
_[19] 웹사이트 Glossary — Python 3.10.1 documentation, §abstract base class https://docs.python.[...] 2021-12-19
_[20] 문서 Kernel.#puts (Ruby 3.0.0 リファレンスマニュアル) https://docs.ruby-la[...]
_[21] 문서 dynamic 型の使用 - C# プログラミング ガイド | Microsoft Docs https://docs.microso[...]
_[22] 문서 Differences Between C++ Templates and C# Generics - C# Programming Guide | Microsoft Docs https://docs.microso[...]
_[23] 문서 Object Variable Declaration - Visual Basic | Microsoft Docs https://docs.microso[...]
_[24] 문서 Early and Late Binding - Visual Basic | Microsoft Docs https://docs.microso[...]
_[25] 문서 Java Core Reflection https://docs.oracle.[...]
_[26] 문서 IDispatch Interface and Accessibility - Windows applications | Microsoft Docs https://docs.microso[...]
_[27] 문서 IDispatchEx Interface | Microsoft Docs https://docs.microso[...]