헤드퍼스트 디자인패턴 정리 06 - 커맨드 패턴

19 Oct 2024 in Dev.Log on Study, Design-pattern

헤드퍼스트 디자인패턴 책을 읽으면서 주요 내용을 정리해놓은 노트를 공개합니다.

헤드퍼스트 디자인패턴 6장 커맨드 패턴에 대해 요약정리한 내용입니다.

리모컨을 제작한다고 해보자.

협력업체가 제공한 클래스에는 기기별로 class가 나뉘어져있고, 함수로는 각각 on/off, 시간 설정 등이 있다. 공통적인 인터페이스는 없고, 앞으로도 이런 클래스들이 더 많이 추가될 수도 있다는 조건이라면 어떻게 설계하는 것이 좋을까?

커맨드 패턴을 이용하면 된다! 리모컨 버튼마다 커맨드 객체를 저장해두고, 사용자가 버튼을 눌렀을 때 커맨드 객체로 작업을 처리하면 된다. 이렇게 분리한다면 리모컨은 아무것도 몰라도 된다.

커맨드 패턴 소개

이번엔 식당이라고 해보자.

CreateOrder(): 고객이 주문서에 원하는 메뉴를 적는다
TakeOrder(): 종업원이 주문서를 받아서 카운터에 전달한다
OrderUp(): 음식을 준비하도록 지시사항을 만든다
Make(): 주방장이 지시사항대로 음식을 준비한다

이러면 주문서는 여기저기 전달될 수 있는 객체가 되고, 종업원은 요리를 하지 않고 주문서만 전달한다. 그리고 주방장도 종업원은 몰라도 된다. 즉, 종업원과 주방장이 주문서 덕분에 분리될 수 있다.

이와같이 리모컨에도 주문서같은 객체를 추가시키면 된다.

인보커 로딩

코드로 한다면 이런 식이 될 것

클라이언트 : 커맨드 객체 생성

커맨드객체: 행동과 리시버 객체 정보를 들고 있다. execute() 메소드 하나만 제공

  // 행동을 캡슐화하고 리시버에 있는 특정 행동을 처리
  public void Execute()
  {
    receiver.Action1();
    receiver.Action2();
  }

인보커객체
- setCommand() 메소드를 가지고 있고, 이를 클라이언트가 호출 이 때 커맨드 객체를 넘겨준다. 그 커맨드 객체는 나중에 쓰이기 전까지 인보커 객체에 보관
- 커맨드 객체의 execute() 메소드를 호출
리시버객체
- 리시버에 있는 행동메소드(action1, action2)가 커맨드에 의해 호출된다

즉 아래와같은 순서로 진행된다

클라이언트에서 커맨드 객체를 생성
클라이언트가 인보커객체에 있는 setCommand()를 호출해서 인보커에 커맨드 객체를 저장
나중에 클라이언트에서 인보커에게 그 명령을 실행하라고 요청

비유로 따지면

고객: 클라이언트 객체
종업원: 인보커 객체
주문서: 커맨드 객체
주방장: 리시버 객체
orderUp()음식을 준비하도록 지시사항을 만든다: execute()
takeOrder()종업원이 주문서를 받아서 카운터에 전달 : setCommand()

커맨드 객체 만들기

커맨드 객체는 모두 같은 인터페이스를 구현해야 한다.

public interface Command
{
  public void Execute();
}

그리고 이를 구현한 클래스는 이렇다

public class Light
{
  public void On() {...}
  public void Off() {...}
}

public class LightOnCommand : Command
{
  Light light;
  // 무슨 조명을 켤 것인지 정보 전달
  public LightOnCommand(Light light)
  {
    this.light = light;
  }

  public void Execute()
  {
    ligth.on();
  }
}

해당 클래스는 다음과 같이 사용한다

public class SimpleRemoteControl
{
  Command slot; // 1개의 기기를 제어가능
  public SimpleRemoteControl(){}

  // 명령 설정. 언제든 커맨드를 바꿀 수 있다
  public void SetCommand(Command command)
  {
    this.slot = command;
  }
  
  // 버튼을 누르면 커맨드의 실행메소드를 호출
  public void ButtonWasPressed()
  {
    slot.execute();
  }
}

클라이언트로 다음과 같이 테스트 할 수 있다

public class RemoteControlTest
{
  public static void main(string[] args)
  {
    SimpleRemoteControl remote = new(); // 인보커(요청을 전달받고 실행)
    Ligth light = new(); // 리시버(요청을 받아서 처리)
    LightOnCommand lightOn = new(light); // 커맨드 객체. 리시버 전달됨

    remote.SetCommand(lightOn); // 커맨드객체 인보커에게 전달
    remote.ButtonWasPressed(); // 커맨드객체에게 실행 요청
  }
}

커맨드 패턴 정의

[!커맨드 패턴] 요청 내용을 객체로 캡슐화해서 객체를 서로 다른 요청 내역에 따라 매개변수화 할 수 있다. 이러면 요청을 큐에 저장하거나 로그로 기록하거나 작업 취소 기능을 사용할 수 있게 된다.

행동과 리시버를 한 객체에 넣고, 외부에 execute()라는 메소드 하나만 공개.

다이어그램으로 살펴본다면…

슬롯에 명령 할당하기

리모컨 버튼(=슬롯)에 명령을 할당한다. 즉, 리모컨이 인보커가 되는 것. 사용자가 버튼을 누르면 그 버튼에 맞는 커맨드 객체의 execute() 메소드가 호출된다.

리모컨 객체에 Command를 배열로 두고, SetCommand에서 특정 슬롯(index)에 어떤 커맨드를 넣을지 결정한다. 그리고 실행할 때도 index를 받아 실행한다

Undo 기능

Undo 메소드 만들기
```
public interface Command
{
public void Execute();
public void Undo(); // undo 메소드를 추가
}
```
그리고 Undo메소드에 Execute가 on이라면 off를, off라면 on을 넣는식으로 동작시킬 수 있다

이전 상태를 기억하기

public enum FanState
{
High, Medium, Low, Off
}
public FanState prevFanState = FanState.High; // 변경시 갱신

커맨드 패턴 활용

큐를 활용하기

커맨드들을 작업 큐에 넣고 하나씩 제거하면서 실행시키면 된다. 실행이 끝나면 새로운 커맨드 객체를 가져온다.

모든 행동 기록 후 재호출하기

Command 인터페이스에 Store()과 Load() 메소드를 추가해서 구현할 수 있다. Execute() 후 Store()하고, 복구 시 Load()를 호출 후 Execute()하면 된다.

C#에서 자주사용하는 커맨드패턴

C#에는 delegate가 있어서 더 간편하게 사용할 수 있다. 책에는 안나오지만 추가로 정리. delegate는 형식 안전한 함수 포인터로 메서드를 변수처럼 다루면서, 나중에 그 메서드를 호출할 수 있는 기능을 제공한다. 어떤 메서드가 호출될지 유연하게 결정할 수 있다는 것이 장점.

아래와같이 사용하면 Command 인터페이스와 구현클래스

Command 인터페이스는 delegate로 대체되고

public delegate void Command();

Invoker 클래스에서 이런 식으로 사용된다

public class RemoteControl
{
    private Command _command; // delegate

    public void SetCommand(Command command)
    {
        _command = command;
    }

    public void PressButton()
    {
        _command();
    }
}

Receiver

public class Light
{
    public void TurnOn()
    {
        Console.WriteLine("The light is on");
    }

    public void TurnOff()
    {
        Console.WriteLine("The light is off");
    }
}

최종적으로 클라이언트가 다음과 같이 사용한다

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // Receiver
        Light light = new Light();

        // Invoker
        RemoteControl remote = new RemoteControl();

        // 명령을 델리게이트로 설정
        remote.SetCommand(light.TurnOn);
        remote.PressButton();  // "The light is on" 출력

        remote.SetCommand(light.TurnOff);
        remote.PressButton();  // "The light is off" 출력
    }
}

차이점 비교

	Command 인터페이스와 ConcreteCommand	delegate
복잡한 명령 처리	명령을 객체로 캡슐화하여 복잡한 명령도 처리 가능	단순한 명령 처리에 적합, 복잡한 명령에는 적합하지 않음
확장성	새로운 명령을 추가하기 쉽고 명령별로 구조화 가능	명령이 많아질수록 관리가 어려워짐
간결함	클래스가 많이 생기고 코드가 복잡해질 수 있음	클래스 없이 메서드만 전달하므로 코드가 간결
Undo/Redo 처리	상태를 쉽게 저장하고 실행 취소 기능을 구현 가능	상태 저장이나 Undo 기능 구현이 어려움
적합한 프로젝트	대규모, 복잡한 명령을 처리하는 시스템에 적합	간단한 명령을 처리하는 소규모 프로젝트에 적합

마무리

객체지향 원칙

바뀌는 부분은 캡슐화한다
상속보다는 구성을 활용한다
구현보다는 인터페이스에 맞춰서 프로그래밍한다
상호작용하는 객체 사이에서는 가능하면 느슨한 결합을 사용해야한다
클래스는 확장에 열려 있어야 하지만 변경에는 닫혀 있어야 한다(OCP)
추상화된 것에 의존하게 만들고 구상 클래스에 의존하지 않게 만든다

커맨드 패턴

요청 내용을 객체로 캡슐화해서 객체를 서로 다른 요청 내역에 따라 매개변수화 할 수 있다. 이러면 요청을 큐에 저장하거나 로그로 기록하거나 작업 취소 기능을 사용할 수 있게 된다.

헤드퍼스트 디자인패턴 정리 06 - 커맨드 패턴

커맨드 패턴 소개

인보커 로딩

커맨드 객체 만들기

커맨드 패턴 정의

슬롯에 명령 할당하기

Undo 기능

커맨드 패턴 활용

큐를 활용하기

모든 행동 기록 후 재호출하기

C#에서 자주사용하는 커맨드패턴

마무리

Charo

Error

커맨드 패턴 소개

인보커 로딩

커맨드 객체 만들기

커맨드 패턴 정의

슬롯에 명령 할당하기

Undo 기능

커맨드 패턴 활용

큐를 활용하기

모든 행동 기록 후 재호출하기

C#에서 자주사용하는 커맨드패턴

마무리

Templates (for web app):

Error