디자인 패턴
💡 디자인 패턴의 구성요소, 유형, 특징
¹ 디자인 패턴의 개요
🖍️ 디자인 패턴
각 모듈의 세분화된 역할이나 모듈들 간의 인터페이스와 같은 코드를 작성하는 수준의 세부적인 구현 방안을 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결방식
- 아키텍처 패턴보다 세부적임
- 디자인 패턴은 문제 및 배경, 실제 적용된 사례, 재사용이 가능한 샘플 코드 등으로 구성됨
- 개발 과정 중에 문제가 발생하면 새로 해결책을 구상하는 것보다 문제에 해당하는 디자인 패턴을 참고하여 적용하는 것이 더 효율적
- 한 패턴에 변형을 가하거나 특정 요구사항을 반영하면 유사한 형태의 다른 패턴으로 변화하는 특징
- 1995 Gang of Four(에릭 감마, 리차드 헬름, 랄프 존슨, 존 블리시디스)가 처음으로 구체화
- GoF 디자인 패턴은 유형에 따라 생성 패턴 5개, 구조 패턴 7개, 행위 패턴 11개로 구성됨
² 디자인 패턴 사용의 장.단점
장점
- 범용적인 코딩 스타일로 인해 구조 파악이 용이함
- 객체지향 설계 및 구현의 생산성을 높이는 데 적합함
- 검증된 구조의 재사용을 통해 개발 시간과 비용이 절약됨
- 개발자 간의 원활한 의사소통 가능
- 설계 변경 요청에 대한 유연한 대처 가능
단점
- 초기 투자 비용이 부담될 수 있음
- 객체지향을 기반으로 한 설계와 구현이기 때문에 다른 기반에는 적합하지 않음
³ 생성 패턴 Creational Pattern
객체의 생성과 관련된 패턴 5가지
1) 추상 팩토리 Abstract Factory
- 구체적인 클래스에 의존하지 않고 인터페이스를 통해 서로 연관/의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현함
- 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능함
- 서로 다른 부품을 조립만 하는 조립 공장
2) 빌더 Builder
- 작게 분리된 인스턴스를 건축하듯이 조합하여 객체를 생성
- 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리하고 있음 ➔ 동일한 객체 생성에서도 서로 다른 결과를 만들어 낼 수 있음
3) 팩토리 메소드 Factory Method
- 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴
- 상위 클래스에서 인터페이스만 정의, 실제 생성은 서브 클래스가 담당
- 가상 생성자 패턴이라고도 함
- 부품부터 완성품까지 통째로 찍어냄
4) 프로토타입
- 원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴
- 일반적인 방법으로 객체를 생성
- 비용이 큰 경우 주로 이용
5) 싱글톤
- 하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없음
- 클래스 내에서 인스턴스가 하나뿐임을 보장하며, 불필요한 메모리 낭비를 최소화 할 수 있음
⁴ 구조 패턴 Structural Pattern
클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만들 수 있게 해주는 패턴 7개
구조가 복잡한 시스템을 개발하기 쉽게 도와줌
1) 어댑터 Adapter
- 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해줌
- 기존의 클래스를 이용하고 싶지만 인터페이스가 일치하지 않을 때
2) 브리지 Bridge
- 구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성
- 기능과 구현을 두 개의 별도 클래스로 구현
3) 컴포지트 Composite
- 여러 객체를 가진 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용
- 객체들을 트리 구조로 구성하여 디렉토리 안에 디렉토리가 있듯이 복합 객체 안에 복합 객체가 포함되는 구조 구현 가능
4) 데코레이터 Decorator
- 객체간의 결합을 통해 능동적으로 기능을 확장할 수 있는 패턴
- 임의의 객체에 부가적인 기능을 추가하기 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식
5) 퍼싸드 Facade
- 복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함
➔ 서브 클래스의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 - 서브 클래스들 사이의 통합 인터페이스를 제공하는 Wrapper 객체가 필요함
6) 플라이웨이트 Flyweight
- 인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하지 않고 가능한 한 공유해서 사용
➔ 메모리 절약 - 다수의 유사 객체를 생성하거나 조작할 때 유용하게 사용 가능
7) 프록시 Proxy
- 접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행
- 네트워크 연결, 메모리의 대용량 객체로의 접근 등에 주로 이용
⁵ 행위 패턴 Behavioral Pattern
- 클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분뱁 방법을 정의하는 패턴 11개
- 하나의 객체로 수행할 수 없는 작업을 여러 객체로 분배하면서 결합도 최소화를 도와줌
1) 책임 연쇄 Chain of Responsibility
- 요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태
- 요청이 해결될 때까지 고리를 따라 책임이 넘어감
2) 커맨드 Command
- 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴
- 요청에 사용되는 각종 명령어들을 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화
3) 인터프리터 Interpreter
- 언어에 문법 표현을 정의하는 패턴
- SQL이나 통신 프로토콜과 같은 것을 개발할 때 사용
4) 반복자 Iterator
- 자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 함
- 내부 표현 방법의 노출 없이 순차적인 접근 가능
5) 중재자 Mediator
- 수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴
- 객체 사이의 의존성을 줄여 결합도 감소
- 중재자는 객체 간의 통제와 지시의 역할
6) 메멘토 Memento
- 특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공
- Ctrl+Z 같은 기능
7) 옵서버 Observer
- 한 객체의 상태가 변하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달
- 주로 분산된 시스템 간에 이벤트를 생성하고 이를 수신해야할 때 이용
8) 상태 State
- 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때
- 객체 상태를 캡슐화하고 이를 참조하는 방식으로 처리
9) 전략 Strategy
- 동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의
- 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용 가능
- 클라이언트에 영향 없이 알고리즘의 변경 가능
10) 템플릿 메소드 Template Method
- 상위 클래스에서 골격 정의, 하위 클래스에서 세부 처리 구체화
- 유사한 서브 클래스를 묶어 공통된 내용을 상위 클래스에서 정의 ➔ 코드의 양을 줄이고 유지보수 용이
11) 방문자 Visitor
- 각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성
- 분리된 처리 기능은 각 클래스를 방문하여 수행
왕왕