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Design Patterns

  • 특정 문맥에서 공통적으로 발생하는 문제에 대해 쓰이는 재사용 가능한 해결책
  • 목적별로 일정한 패턴이 제시되어 있음
  • 완전한 정답이 되는 알고리즘과 달리 현재 상황에 맞춰 최적화된 패턴을 결정하여 사용하는 것이 좋음
  • 대표적으로 구체화된 디자인 패턴은 GoF(Gang of Four)에서 제시한 23개의 패턴이 있음

디자인 패턴의 장점

  • 개발자 간의 원활한 협업이 가능
  • 소프트웨어의 구조를 파악하기 용이함
  • 재사용을 통해 개발 시간 단축
  • 설계 변경이 있을 경우 비교적 원활하게 조치가 가능

디자인 패턴의 단점

  • 객체지향적 설계를 고려하여 진행해야 함
  • 초기 투자 비용이 많이 들어감

GoF 디자인 패턴

목적에 따른 분류

  • 생성 패턴, 구조 패턴, 행동 패턴 총 3가지로 구분됨
  • 각 패턴이 어떤 작업을 위해 생성되는 것인지에 따른 구분
생성 패턴 구조 패턴 행동 패턴
Abstract Factory
Builder
Factory Method
Prototype
Singleton		 Adapter
Bridge
Composite
Decorator
Facade
Flyweight
Proxy		 Chain of Responsibility
Command
Interpreter
Iterator
Mediator
Memento
Observer
State
Stratergy
Template Method
Visitor

생성 패턴

  • 생성 패턴은 객체의 생성과 관련된 패턴
  • 특정 객체가 생성되거나 변경되어도 프로그램 구조에 영향을 최소화할 수 있도록 유연성 제공
생성 패턴 의도
추상 팩토리(Abstract Factory) 구체적인 클래스를 지정하지 않고 인터페이스를 통해 연관되는 객체들을 보여줌
빌더(Builder) 객체의 생성과 표현을 분리하여 객체를 생성
팩토리 메서드(Factory Method) 객체 생성을 서브클래스로 분리하여 위임(캡슐화)
프로토타입(Prototype) 원본 객체를 복사하여 객체를 생성(클론)
싱글톤(Singleton) 한 클래스마다 인스턴스를 하나만 생성하여 어디서든 참조

구조 패턴

  • 구조 패턴은 프로그램 내 자료 구조나 인터페이스 구조 등 프로그램 구조를 설계하는데 사용되는 패턴
  • 클래스나 객체를 조합하여 더 큰 구조를 만들 수 있게 해줌
구조 패턴 의도
어댑터(Adapter) 클래스의 인터페이스를 어떤 클래스에서든 이용할 수 있도록 변환
브리지(Bridge) 구현부에서 추상층을 분리하여 각자 독립적으로 변형하고 확장할 수 있도록 함
컴포지트(Composite) 객체들의 관계를 트리 구조로 표현하는 방식으로 복합 객체와 단일 객체를 구분없이 다룸
데코레이터(Decorator) 주어진 상황에 따라 객체에 다른 객체를 덧붙임
파사드(Facade) 서브 시스템에 있는 인터페이스 집합에 대해 통합된 인터페이스 제공
플라이웨이트(Flyweight) 크기가 작은 여러 개의 객체를 매번 생성하지 않고 최대한 공유하여 사용하도록 메모리 절약
프록시(Proxy) 실제 기능을 수행하는 객체 대신 가상의 객체를 사용해 로직의 흐름을 제어

행동(행위 패턴)

  • 행동 패턴은 반복적으로 사용되는 객체들의 커뮤니케이션을 패턴화
  • 객체 사이에 알고리즘 또는 책임을 분배하는 방법에 대해 정의됨
  • 결합도를 최소화하는 것이 주 목적
행동 패턴 의도
책임 연쇄(Chain of Responsibility) 요청을 받는 객체를 연쇄적으로 묶어 요청을 처리하는 객체를 만날 때까지 객체 Chain을 따라 요청을 전달
커맨드(Command) 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재사용하거나 취소
인터프리터(Interpreter) 특정 언어의 문법 표현을 정의
반복자(Iterator) 컬렉션 구현 방법을 노출하지 않으면서 모든 항목에 접근할 수 있는 방법을 제공
중재자(Mediator) 한 집합에 속해있는 객체들의 상호작용을 캡슐화하여 새로운 객체로 정의
메멘토(Memento) 객체가 특정 상태로 다시 되돌아올 수 있도록 내부 상태를 실제화
옵저버(Observer) 객체 상태가 변할 때 관련 객체들이 그 변화를 전달받아 자동으로 캐싱
상태(State) 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리
전략(Stratergy) 동일 계열의 알고리즘군을 정의하고 캡슐화하여 상호 교환이 가능하게 함
템플릿 메서드(Template Method) 상위 클래스는 알고리즘의 골격만을 작성하고 구체적인 처리를 서브 클래스로 위임
방문자(Visitor) 객체의 원소에 대해 수행할 연산을 분리하여 별도의 클래스로 구성
  • 아래 내용은 Head First Design Patterns을 읽고 정리/실습한 내용입니다.

예제 코드

Chapter Pattern Description Directory Classification
1 전략(Stratergy) 동일 계열의 알고리즘군을 정의하고 캡슐화하여 상호 교환이 가능하게 함 ch1-strategy 행동(행위) 패턴
2 옵저버(Observer) 객체 상태가 변할 때 관련 객체들이 그 변화를 전달받아 자동으로 캐싱 ch2-observer 행동(행위) 패턴
3 데코레이터(Decorator) 주어진 상황에 따라 객체에 다른 객체를 덧붙임 ch3-decorator 구조 패턴
4 팩토리 메서드(Factory method)
추상 팩토리(Abstract factory)		 객체 생성을 서브클래스로 분리하여 위임(캡슐화)
구체적인 클래스를 지정하지 않고 인터페이스를 통해 연관되는 객체들을 보여줌		 ch4-factory 생성 패턴
5 싱글턴(Singleton) 한 클래스마다 인스턴스를 하나만 생성하여 어디서든 참조 ch5-singleton 생성 패턴
6 커맨드(Command) 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재사용하거나 취소 ch6-command 행동(행위) 패턴
7 어댑터(Adpater)
파사드(Facade)		 클래스의 인터페이스를 어떤 클래스에서든 이용할 수 있도록 변환
서브 시스템에 있는 인터페이스 집합에 대해 통합된 인터페이스 제공		 ch7-adapter-facade 구조 패턴
8 템플릿 메서드(Template method) 상위 클래스는 알고리즘의 골격만을 작성하고 구체적인 처리를 서브 클래스로 위임 ch8-template-method 행동(행위) 패턴
9 반복자(Iterator)
복합(Composite)		 컬렉션 구현 방법을 노출하지 않으면서 모든 항목에 접근할 수 있는 방법을 제공
객체들의 관계를 트리 구조로 표현하는 방식으로 복합 객체와 단일 객체를 구분없이 다룸		 ch9-iterator-composite 행동(행위) 패턴
구조 패턴
10 상태(State) 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리 ch10-state 행동(행위) 패턴)
11 프록시(Proxy) 실제 기능을 수행하는 객체 대신 가상의 객체를 사용해 로직의 흐름을 제어 ch11-proxy 구조 패턴
12 복합(Compound) 두 개 이상의 패턴을 결합하여 일반적으로 자주 등장하는 문제들에 대한 해법을 제공하는 패턴 ch12-compound -
13 실전에서의 디자인 패턴 - ch13-patterns -
14 기타 패턴(브리지, 빌더, 역할 사슬, 플라이웨이트, 인터프리터, 미디에이터, 메멘토, 프로토타입, 비지터) - ch14-etc -

Reference