1-3-7장. 디자인 패턴 - B

디자인 패턴(Design Pattern)의 개요

디자인 패턴은 각 모듈의 세분화된 역할이나 모듈들 간의 인터페이스와 같은 코드를 작성하는 수준의 세부적인 구현 방안을 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제를 의미한다.

 

• 디자인 패턴은 재사용할 수 있는 기본형 코드들이 포함되어 있다.

• 개발 과정 중에 문제가 발생하면 새로 해결책을 구성한는 것보다 문제에 해당하는 디자인 패턴을 참고하여 적용하는 것이 더 효율적이다.

• 디자인 패턴은 한 패턴에 변형을 가하거나 특정 요구사항을 반영하면 유사한 형태의 다른 패턴으로 변화되는 특징이 있다.

• 디자인 패턴은 1995년 GoF(Gang of Four)라고 불리는 네 명의 컴퓨터 과학자가 처음으로 구체화 및 체계화 하였다.

• GoF의 디자인 패턴은 수많은 디자인 패턴들 중 가장 일반적인 사례에 적용될 수 있는 패턴들을 분류하여 정리함으로써 지금까지도 소프트웨어 공학이나 현업에서 가장 많이 사용되는 디자인 패턴이다.

생성 패턴(Creational Pattern)

생성 패턴은 객체의 생성과 참조 과정을 캡슐화 하여 객체가 생성되거나 변경되어도 프로그램의 구조에 영향을 크게 받지 않도록 하여 프로그램에 유연성을 더해준다.

 

• 추상 팩토리(Abstract Factory) 

  • 구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관, 의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현한다.

  • 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능하다.

• 빌더(Builder)

  • 작게 분리된 인스턴스를 건축 하듯이 조합하여 객체를 생성한다.

  • 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리하고 있어, 동일한 객체 생성에서도 서로 다른 결과를 만들어 낼 수 있다.

• 팩토리 메소드(Factory Method)

  • 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴이다.

  • 일반적인 방법으로 객체를 생성하며, 비용이 큰 경우 주로 이용한다.

• 프로토타입(Prototype)

  • 원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴이다.

  • 일반적인 방법으로 객체를 생성하며, 비용이 큰 경우 주로 이용한다.

• 싱글톤(Singleton)

  • 하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없다.

  • 클래스 내에서 인스턴스가 하나뿐임을 보장하며, 불필요한 메모리 낭비를 최소화 할 수 있다.

구조 패턴(Structural Pattern)

구조 패턴은 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만들 수 있게 해주는 패턴으로 구조가 복잡한 시스템을 개발하기 쉽게 도와준다.

 

• 어댑터(Adapter)

  • 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해주는 패턴

  • 기존의 클래스를 이용하고 싶지만 인터페이스가 일치하지 않을 때 이용

• 브리지(Bridge)

  • 구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴

  • 기능과 구현을 두 개의 별도 클래스로 구현한다.

• 컴포지드(Composite)

  • 여러 객체를 가진 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용되는 패턴

  • 객체들을 트리 구조로 구성하여 디렉터리 안에 디렉터리가 있듯이 복합 객체 안에 복합 객체가 포함되는 구조를 구현할 수 있다.

• 데코레이더(Decorator)

  • 객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴

  • 임의의 객체에 부가적인 기능을 추가하기 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식으로 구현

• 퍼싸드(Facade) 

  • 복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴

  • 서브 클래스들 사이의 통합 인터페이스를 제공하는 Wrapper 객체가 필요하다.

• 플라이웨이트(Flyweight)

  • 인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고 가능한 한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴

  • 다수의 유사 객체를 생성하거나 조작할 때 유용하게 사용할 수 있다.

• 프록시(Proxy) 

  • 접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴

  • 네트워크 연결, 메모리의 대용량 객체로의 접근 등에 주로 이용한다.

행위 패턴(Behavioral Pattern)

행위 패턴은 클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴으로 하나의 객체로 수행할 수 없는 작업을 여러 객체로 분배하면서 결합도를 최소화할 수 있도록 도와준다.

 

• 책임 연쇄(Chain of Responsibility)

  • 요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴

  • 요청을 처리할 수 있는 각 객체들이 고리로 묶여 있어 요청이 해결 될 때까지 고리를 따라 책임이 넘어간다.

• 커맨드(Command)

  • 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴이다.

  • 요청에 사용되는 각종 명령어들을 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화한다.

• 인터프리터(Interpreter)

  • 언어에 문법 표현을 정의하는 패턴

  • SQL이나 통신 프로토콜과 같은 것을 개발할 때 사용한다.

• 반복자(Iterator)

  • 자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴이다.

  • 내부 표현 방법의 노출 없이 순차적인 접근이 가능하다.

• 중재자(Mediator)

  • 수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴

  • 객체 사이의 의존성을 줄여 결합도를 감소시킬 수 있다.

• 메멘토(Memento)

  • 특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴

  • Ctrl + Z 와 같은 되돌리기 기능을 개발할 때 주로 이용한다.

• 옵서버(Observer)

  • 한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴

  • 주로 분산된 시스템 간에 이벤트를 생성, 발행하고, 이를 수신해야 할 때 이용한다.

• 상태(State)

  • 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴

  • 객체 상태를 캡슐화하고 이를 참조하는 방식으로 처리한다.

• 전략(Strategy)

  • 동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴

  • 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용할 수 있으며, 클라이언트에 영향 없이 알고리즘의 변경이 가능하다.

• 템플릿 메소드(Template Method)

  • 상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴

  • 유사한 서브 클래스를 묶어 공통된 내용을 상위 클래스에서 정의함으로써 코드의 양을 줄이고 유지보수를 용이하게 해준다.

• 방문자(Visitor)

  • 각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴

  • 분리된 처리 기능은 각 클래스를 방문하여 수행한다.