반복자 패턴이란?
반복자 패턴은 데이터를 어떻게 저장하고 관리하는지(컬렉션의 내부 구조) 와 데이터를 어떻게 순서대로 꺼내서 사용하는지(순회 로직) 를 깔끔하게 분리해주는 디자인 패턴
코딩을 하다 보면 다양한 자료구조를 사용하게 된다. 예를 들어, ArrayList, 배열, HashMap 등을 사용할 때가 많다. 이런 데이터들을 하나씩 꺼내서 처리해야 할 때 코드가 점점 복잡해지는 경우가 있다.
이럴 때 해결책이 될 수 있는 것이 바로 반복자(Iterator) 패턴이다. 이 패턴을 사용하면 반복문을 단순화하고, 다양한 컬렉션에 대한 처리를 통일된 방식으로 할 수 있다.
컬렉션마다 반복 코드를 다 짜야 할까? (문제 상황)
예를 들어, 아침 메뉴는 ArrayList에 담겨 있고, 점심 메뉴는 배열에 저장되어 있다고 해보자. 이때 각 컬렉션에 대해 반복문을 따로 작성해야 한다.
// ArrayList 메뉴 출력
for (int i = 0; i < arrayListMenu.size(); i++) {
MenuItem item = arrayListMenu.get(i);
// 출력
}
// 배열 메뉴 출력
for (int i = 0; i < arrayMenu.length; i++) {
MenuItem item = arrayMenu[i];
if (item != null) { // 배열은 null 체크
// 출력
}
}이렇게 반복문을 각 컬렉션에 맞게 작성해야 한다. 그러나 다음과 같은 문제가 있다.
- 새로운 메뉴 타입이 추가되면 출력 코드를 수정해야 한다.
- 출력 로직이 각 컬렉션에 맞는 방식(
get(),size(),[],length)을 알아야 한다. - 비슷한 반복 코드가 중복된다.
반복자 패턴의 구성 요소
-
Iterator (반복자 인터페이스):
hasNext(),next()등의 기본 명령 규칙을 정의한 인터페이스이다.
-
ConcreteIterator (구체적인 반복자):
- 실제로 컬렉션을 순차적으로 처리하고, 요소를 하나씩 반환하는 클래스이다.
-
Aggregate (집합체 인터페이스):
- 컬렉션이 반복자를 생성하는 메서드(
createIterator())를 제공하는 인터페이스이다.
- 컬렉션이 반복자를 생성하는 메서드(
-
ConcreteAggregate (구체적인 집합체):
- 실제 데이터를 가지고 있는 클래스이다.
createIterator()메서드를 통해 자신의 데이터를 처리할 반복자를 반환한다.
- 실제 데이터를 가지고 있는 클래스이다.
예시 적용
식당 메뉴를 출력하는 예시를 반복자 패턴으로 바꿔보자.
// Iterator 인터페이스
public interface Iterator {
boolean hasNext();
Object next();
}
// Aggregate 인터페이스 (Menu 역할)
public interface Menu {
Iterator createIterator();
}
// ConcreteAggregate & ConcreteIterator (배열 기반)
public class DinerMenu implements Menu {
MenuItem[] menuItems;
// ... (생략)
@Override
public Iterator createIterator() { return new DinerMenuIterator(menuItems); }
}
public class DinerMenuIterator implements Iterator {
// ... (배열 순회 로직)
}
// ConcreteAggregate & ConcreteIterator (ArrayList 기반)
public class PancakeHouseMenu implements Menu {
ArrayList<MenuItem> menuItems;
// ... (생략)
@Override
public Iterator createIterator() { return new PancakeHouseMenuIterator(menuItems); }
}
public class PancakeHouseMenuIterator implements Iterator {
// ... (ArrayList 순회 로직)
}
// 클라이언트 코드 (Waitress)
public class Waitress {
Menu pancakeHouseMenu;
Menu dinerMenu;
// ... (생성자)
public void printMenu() {
Iterator pancakeIterator = pancakeHouseMenu.createIterator();
Iterator dinerIterator = dinerMenu.createIterator();
System.out.println("--- 아침 메뉴 ---");
printMenuItems(pancakeIterator);
System.out.println("\n--- 점심 메뉴 ---");
printMenuItems(dinerIterator);
}
private void printMenuItems(Iterator iterator) {
while (iterator.hasNext()) {
MenuItem menuItem = (MenuItem) iterator.next();
// ... (메뉴 항목 출력)
}
}
}Waitress 클래스의 printMenuItems 메서드는 이제 Iterator만 알면 되므로, 실제 데이터가 ArrayList인지 배열인지 전혀 신경 쓸 필요가 없다. 이 덕분에 printMenu 메서드는 간결해지고, 새로운 메뉴 타입이 추가되어도 기존 코드를 수정할 필요가 없다.
반복자 패턴의 장점
- 느슨한 결합: 클라이언트는 컬렉션의 타입을 모르고, 반복자만 알면 된다. 컬렉션의 변화가 클라이언트 코드에 영향을 주지 않는다.
- 책임 분리: 데이터 관리와 반복 로직을 분리하여 코드가 명확하고 관리하기 쉽다.
- 다양한 반복 방법: 필요에 따라 역순으로 반복하거나 특정 조건에 맞는 요소만 꺼낼 수 있는 반복자를 만들 수 있다.
- 통일된 사용법: 모든 컬렉션에서
hasNext(),next()라는 동일한 방식으로 반복할 수 있어 코딩이 편리하다.
반복자 패턴 사용 시 고려할 점
반복자 패턴이 항상 최선의 선택은 아니다. 간단한 컬렉션에서는 굳이 반복자 패턴을 사용할 필요가 없을 수 있다. 또한, Java의 java.util.Iterator나 Python의 iterable/iterator처럼 이미 내장된 반복자 기능이 있는 언어에서는 굳이 직접 구현할 필요는 없다.
하지만 반복자 패턴의 원리를 이해하면 내장 기능을 더욱 잘 활용할 수 있으며, 필요한 경우 맞춤형 반복자를 만들 수 있다.
