윤태영블로그

프로그래밍에서 데이터 보호는 중요한 이슈 중 하나다. 그래서 다양한 데이터 접근 제어 방법을 사용하여 데이터를 보호한다. C#에서도 이를 위해 접근 제어자(access modifiers)를 제공하고 있다.  특히 'public'과 'protected' 속성 그리고 'private' 멤버에 대해 깊게 살펴볼 것이다.

< 데이터 접근 제어란? >

데이터 접근 제어는 클래스의 멤버에 대한 접근을 제어하는 방식을 의미한다. 멤버는 필드, 메소드, 프로퍼티 등을 포함한다. C#에서는 접근 제어자를 사용해 이를 수행할 수 있으며, 가장 일반적으로 사용되는 접근 제어자로는 public, private, protected, internal 등이 있다.

[Public과 Protected 속성]

C#에서 속성(Property)은 객체의 상태를 표현하는 데 사용된다. 이를 통해 객체의 내부 상태를 안전하게 읽고 수정할 수 있다. 속성은 필드처럼 보이지만, 내부적으로는 메서드인 Get과 Set을 통해 동작한다.

Public 속성은 클래스의 외부에서 자유롭게 접근할 수 있도록 하는 방식이다. 즉, 클래스가 속한 어셈블리나 다른 어셈블리에서도 이 속성에 접근할 수 있다.

public class MyClass {
    public string MyProperty { get; set; }
}

반면에, Protected 속성은 해당 클래스와 해당 클래스를 상속받은 클래스에서만 접근 가능하게 한다. 그래서 다른 클래스에서는 직접적인 접근이 불가능하다.

public class MyBaseClass {
    protected string MyProperty { get; set; }
}

Public과 Protected 속성은 클래스의 사용자에게 데이터에 직접적으로 접근할 수 있는 방법을 제공한다. 하지만 이는 데이터의 상태를 제어하는 측면에서 위험성을 내포하고 있다.

< 모든 데이터 멤버는 Private으로 >

이런 위험성을 피하기 위해, 클래스의 모든 데이터 멤버는 가능한 Private으로 선언하는 것이 바람직하다. Private 멤버는 오직 그 멤버가 선언된 클래스에서만 접근 가능하며, 외부에서는 접근할 수 없다.

public class MyClass {
    private int myField;
}

이 방법은 데이터 캡슐화를 강화하며, 클래스 내부의 상태를 외부로부터 보호하는데 중요한 역할을 한다. 이는 클래스를 수정하거나 확장할 때도 이점을 준다. 외부에 노출된 부분이 적을수록 클래스의 구현을 수정하거나 확장하기 쉽기 때문이다.

< 인덱서(Indexer)의 사용 >

마지막으로, C#에서는 배열이나 컬렉션과 같은 시퀀스나 딕셔너리에 접근할 때 인덱서(Indexer)를 사용하는 것이 좋다. 인덱서는 클래스나 구조체의 인스턴스를 배열처럼 접근할 수 있게 해주는 멤버다.

public class MyClass {
    private List<string> myList = new List<string>();

    public string this[int index] {
        get { return myList[index]; }
        set { myList[index] = value; }
    }
}

이렇게 하면, 클래스의 사용자는 내부 데이터를 배열처럼 다룰 수 있게 된다. 하지만 실제로 데이터가 어떻게 저장되고 접근되는지는 완전히 감추어진다. 이로 인해 데이터의 캡슐화가 더욱 강화된다.


이렇게 public이나 protected로 데이터를 노출할 때는 항상 속성을 사용하고, 시퀀스나 딕셔너리를 노출할 때는 인덱서를 사용하며, 모든 데이터 멤버는 private으로 선언하게 되면 클래스의 캡슐화를 강화하고 더욱 안전하고 유지보수하기 쉬운 코드를 작성할 수 있다.

< 인덱서에서의 유효성 검증과 계산>

인덱서를 사용하면 내부 데이터에 직접 접근하는 것이 아니라 메소드를 통해 접근하므로 유효성 검사나 추가적인 계산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 내부 배열에 접근하는 인덱서에 유효한 인덱스만 허용하도록 유효성 검사를 추가할 수 있다.

public T this[int i]
{
    get
    {
        if (i >= 0 && i < arr.Length)
        {
            return arr[i];
        }
        else
        {
            throw new IndexOutOfRangeException();
        }
    }
    set
    {
        if (i >= 0 && i < arr.Length)
        {
            arr[i] = value;
        }
        else
        {
            throw new IndexOutOfRangeException();
        }
    }
}

이 코드는 인덱스가 배열의 범위를 벗어나지 않는지 확인하고, 그렇지 않은 경우 IndexOutOfRangeException을 발생시킨다.

< 인덱서와 상속 >

인덱서는 virtual, abstract 또는 override 키워드와 함께 사용될 수 있다. 이를 통해 인덱서의 동작을 하위 클래스에서 변경하거나 확장할 수 있다. 예를 들어, 기본 클래스에서 virtual 키워드를 사용해 인덱서를 정의하고, 하위 클래스에서 override 키워드를 사용해 그 동작을 변경할 수 있다.

public virtual T this[int i]
{
    get { /* 기본 구현 */ }
    set { /* 기본 구현 */ }
}

// 하위 클래스에서
public override T this[int i]
{
    get { /* 변경된 구현 */ }
    set { /* 변경된 구현 */ }
}

이를 통해 클래스 계층에서 인덱서의 동작을 더욱 유연하게 관리할 수 있다.

< 인터페이스와 인덱서 >

인덱서는 인터페이스에도 포함될 수 있다. 이를 통해 특정 클래스가 반드시 구현해야 하는 인덱서를 지정할 수 있다.

public interface ISampleCollection<T>
{
    T this[int i] { get; set; }
}

// 이 인터페이스를 구현하는 클래스에서
public class SampleCollection<T> : ISampleCollection<T>
{
    // 인터페이스의 인덱서 구현
    public T this[int i]
    {
        get { /* 구현 */ }
        set { /* 구현 */ }
    }
}

이를 통해 클래스 간의 계약을 정의하고 코드의 일관성을 유지할 수 있다.

< 읽기 전용 또는 읽기/쓰기용 인덱서 >

인덱서는 get 접근자만을 포함하여 읽기 전용으로 만들 수 있다. 반대로 get과 set 접근자를 모두 포함하여 읽기/쓰기용으로 만들 수도 있다. 이를 통해 클래스의 내부 데이터에 대한 접근을 더욱 세밀하게 제어할 수 있다.

// 읽기 전용 인덱서
public T this[int i]
{
    get { /* 구현 */ }
}

// 읽기/쓰기용 인덱서
public T this[int i]
{
    get { /* 구현 */ }
    set { /* 구현 */ }
}

이를 통해 클래스의 내부 데이터를 보호하고 외부에서의 변경을 제어할 수 있다.

< 데이터 바인딩과 인덱서 >

정수를 매개변수로 받는 1차원 인덱서는 데이터 바인딩에 유용하게 사용될 수 있다. 데이터 바인딩이란 데이터를 UI 요소에 연결하는 프로세스를 의미한다. 이런 방식으로, 인덱서를 통해 각 항목에 접근하면서 데이터를 UI 요소에 연결할 수 있다.

< 맵 정의와 인덱서 >

또한, 정수 이외의 매개 변수를 받는 인덱서는 맵(Map)을 정의하는데 유용하다. 키-값 쌍을 저장하는 자료구조인 맵에 접근하기 위해 인덱서를 사용할 수 있다. 예를 들어, 문자열 키와 값을 갖는 맵을 정의하려면 다음과 같이 인덱서를 사용할 수 있다.

public T this[string key]
{
    get { /* key에 해당하는 값을 반환 */ }
    set { /* key에 해당하는 값을 설정 */ }
}

이렇게 해서 인덱서는 클래스가 배열처럼 동작하게 하고, 동시에 캡슐화를 유지하면서 복잡한 동작을 가능하게 할 수 있다.

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< 무결성(Integrity) >

무결성은 데이터가 오직 정당한 권한을 가진 사용자에 의해서만 수정되거나 삭제될 수 있어야 한다는 개념이다. 무결성을 통해 우리는 데이터가 신뢰할 수 있으며, 예상치 못한 변조로부터 보호된다는 확신을 가질 수 있다.
은행 시스템에서는 거래 내역이 무결성을 가지고 있어야 한다. 만약 무분별한 수정이나 삭제가 가능하다면, 시스템은 신뢰성을 잃게 될 것이다.

< 가용성(Availability) >

가용성은 사용자가 필요할 때 언제든지 자원에 접근할 수 있어야 한다는 개념이다. 정보 보안에서 가용성은 중요한 요소로, 시스템이나 네트워크의 다운타임이 길어지면 그로 인한 비용이나 불편함이 커질 수 있다.
공공기관의 웹사이트는 항상 가용성을 유지해야 한다. 만약 시스템이 다운되면, 시민들이 필요한 정보를 얻지 못하고, 필요한 서비스를 받지 못할 수 있다.

< 기밀성(Confidentiality) >

기밀성은 정보가 오직 그것에 접근할 수 있는 권한을 가진 사람들만 볼 수 있어야 한다는 개념이다. 정보가 노출되는 것은 그 정보의 소유자에게 손해를 입힐 수 있기 때문에, 기밀성은 정보보안에서 중요한 역할을 한다.
예를 들어, 의료 정보는 환자와 의료진 사이에서만 공유되어야 한다. 만약 이 정보가 제3자에게 노출된다면, 환자의 프라이버시가 침해될 수 있다.