Builder[Design Pattern]

SnowCat·2023년 2월 23일

디자인 패턴

Design Pattern

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의도

복잡한 개체들을 단계적으로 생성할 수 있도록 하는 생성 디자인 패턴
같은 제작 코드를 사용하여 객체의 다양한 유형들과 표현 제작 가능

문제

집을 짓고 싶다 해보자. 집 자체의 클래스는 이미 구현이 되어있다.
그런데 정원, 차고, 수영장 등을 조합하고자 한다. 제일 간단한 방법은 모든 경우의 수를 조합한 클래스를 각각 생성하는 것이다.
그런데 이렇게 되면 객체만 16개 조합이 나오게 된다. 다른 방법으로는 자식클래스 대신 생성자에 매개변수 조합을 사용할수도 있을 것이다.
코드의 양은 확실히 줄어들 것이다. 하지만 매개변수의 갯수가 많아지면 생성자 코드가 복잡해지게 될것이다.

해결책

빌더 패턴을 사용해 클래스에서 객체 생성 코드를 추출하여 별도의 객체들로 분리가 필요함
객체 생성 단계를 빌더에 정리하며, 객체 생성시 빌더 객체를 호출하면 됨
객체의 필요에 맞제 필요한 부분만 실행할 수 있음
필요하다면 객체를 생성하는데 사용하는 빌더 단계들에 대한 일련의 호출을 디렉터(관리자) 라는 별도의 클래스로 구현 가능
디렉터 클래스는 제작 단계들을 실행하는 순서를 정의하고, 빌더는 단계들에 대한 구현을 정의함

구조

// 빌더 -> 객체 생성에 필요한 파트들을 정의하는 인터페이스
interface Builder {
  	reset():void
    producePartA(): void;
    producePartB(): void;
    producePartC(): void;
}

// 항상 실제 구현은 Concrete Builder에서 실행
class ConcreteBuilder1 implements Builder {
    private product: Product1;

    constructor() {
        this.reset();
    }
	
  	// 객체 초기화
    public reset(): void {
        this.product = new Product1();
    }
  	
  // 객체를 순차 구현하는 부분
    public producePartA(): void {
        this.product.parts.push('PartA1');
    }

    public producePartB(): void {
        this.product.parts.push('PartB1');
    }

    public producePartC(): void {
        this.product.parts.push('PartC1');
    }
	
  	// 생성된 객체를 반환받는 부분
    public getProduct(): Product1 {
        const result = this.product;
        this.reset();
        return result;
    }
}

// 실제 구현되는 객체의 형식
// 객체 유형군마다 각각 다른 클래스를 가짐
class Product1 {
    public parts: string[] = [];

    public listParts(): void {
        console.log(`Product parts: ${this.parts.join(', ')}\n`);
    }
}

// 생성할 빌더 수만큼 반복하기

// 호출순서에 관한 디렉터 정의
class Director {
    private builder: Builder;
	
  	// 사용할 빌더를 정하는 setter
    public setBuilder(builder: Builder): void {
        this.builder = builder;
    }

	
  // 빌더의 호출순서를 정의하는 부분
  // 아래의 메서드를 호출하면 설정된 빌더에 맞게 원하는 객체를 받을 수 있음
    public buildMinimalViableProduct(): void {
        this.builder.producePartA();
    }

    public buildFullFeaturedProduct(): void {
        this.builder.producePartA();
        this.builder.producePartB();
        this.builder.producePartC();
    }
}

// 클라이언트 관점에서는 사용하고자 하는 빌더를 설정하고 빌더 혹은 디렉터의 객체 생성 메서드를 호출하기만 하면 됨
function clientCode(director: Director) {
    const builder = new ConcreteBuilder1();
    director.setBuilder(builder);

  /*
  Standard basic product:
  Product parts: PartA1
  */
    console.log('Standard basic product:');
    director.buildMinimalViableProduct();
    builder.getProduct().listParts();

  /*
  Standard full featured product:
  Product parts: PartA1, PartB1, PartC1
  */
    console.log('Standard full featured product:');
    director.buildFullFeaturedProduct();
    builder.getProduct().listParts();

  // 디렉터 없이 빌더 단독으로도 객체 생성 가능
  /*
  Custom product:
  Product parts: PartA1, PartC1
  */
    console.log('Custom product:');
    builder.producePartA();
    builder.producePartC();
    builder.getProduct().listParts();
}

const director = new Director();
clientCode(director);

적용

점층적 생성자를 없에기 위해 사용
점층적 생성자: 매개변수가 매우 많을 때 메서드 오버로딩을 사용해 여러개의 생성자를 사용하는 방법
빌더 패턴을 사용하면 필요한 단계들만 꺼내서 사용하면 됨
생성 방법은 비슷하지만 내용물만 다른 객체를 생성할 때 사용
인터페이스에 가능한 모든 생성 단계를 정의하고 실제 빌더 클래스에서는 여러 변형된 객체들을 만들기만 하면 됨
복잡한 객체들을 생성할 때 사용
제품을 단계적으로 원하는 부분들만 조립해나가면서 생성할 수 있고 최종 제품을 손상하지 않고 일부 단계를 연기할 수 있음

구현 방법

사용하는 모든 제품을 생성하기 위한 공통 생성 단계를 구성할 수 있는지 확인 (이게 안되면 빌더 패턴 사용 불가능)
기초 인터페이스에서 공통 생성 단계 선언
각 제품에 대한 구상 빌더 클래스를 만들고 인터페이스 구현, 이때 객체를 가져오는 메서드도 추가해야 함
생성 과정을 캡슐화 하고 싶으면 디렉터 생성도 고려할 필요가 있음
클라이언트 객체는 빌더 객체와 (있으면) 디렉터 객체를 모두 생성해야 함
디렉터 객체가 없으면 빌더의 메서드를 사용해 객체를 얻고, 있으면 객체에 빌더를 전달해 객체를 얻어냄
모든 객체가 같은 인터페이스를 따라야 디렉터에서 직접 생성 결과를 얻을 수 있고, 아니면 빌더에서 결과를 얻어내야 함