헤드퍼스트 디자인패턴 정리 12 - 복합 패턴

16 Dec 2024 in Dev.Log on Study, Design-pattern

헤드퍼스트 디자인패턴 책을 읽으면서 주요 내용을 정리해놓은 노트를 공개합니다.

헤드퍼스트 디자인패턴 12장 복합 패턴에 대해 요약정리한 내용입니다.

여러 패턴을 섞어서 쓰기. 여러 패턴을 함께 사용해서 다양한 디자인 문제를 해결하는 방법. 패턴 몇 개를 그냥 결합한다고 해서 복합패턴이라고 부르진 않고, 여러가지 문제의 일반적인 해결법을 제시해야한다. (ex.MVC패턴)

오리 문제를 돌아보자

다른 울음소리를 내는 거위 등이 추가된다면?

• 어댑터 패턴을 써서 한 번 둘러싸주고 quack() 메소드를 호출할때 honk()가 자동으로 실행되도록 해줍니다.

public class GooseAdapter : Quackable
{
  Goose goose;
  public gooseAdapter(Goose goose)
  {
    this.goose = goose;
  }

  public void quack()
  {
    goose.honk();
  }
}


public class DuckSimulator
{
  void simulate()
  {
    Quackable mallardDuck = new MallardDuck();
    Quackable redheadDuck = new redheadDuck();
    // (...)
    // Goose를 Adapter로 감싸면 오리의 탈을 쓴 거위를 만들 수 있음
    Quackable gooseDuck = new GooseAdapter(new Goose());

	simulate(mallardDuck);
	simulate(redheadDuck);
	// (...)
	// Goose를 감싸고 나면 그냥 Quackable 오리들과 같은 방식으로 다룰 수 있음
    simulate(gooseDuck);
  }

  void simulate(Quackable duck)
  {
    duck.quack();
  }
}

진짜 오리 소리가 난 횟수만 세고 싶다면?

• 데코레이터 패턴을 적용하여 quack()이 호출된 회수만 세게 만든다.
• quack() 메소드 호출 자체는 그 데코레이터로 싸여있는 Quackable 객체가 처리한다

public class QuackCounter :  Quackable
{
  Quckable duck;
  static int numberOfQuacks;
  public QuackCounter(Quackable duck)
  {
    this.duck = duck;
  }

  // 꽥꽥 소리를 내면서 동시에 꽥꽥거린 횟수를 갱신합니다.
  public void quack()
  {
    duck.quack();
    numberOfQuacks++;
  }

  public  static int getQuacks()
  {
    return numberOfQuacks;
  }
}

• 팩토리 패턴을 적용하여 오리 객체를 생성하면서 데코레이터로 감싸는 부분을 따로 빼내어 캡슐화 한다

// 오리를 생산하기: 팩토리 패턴 적용
public abstrack class AbstractDuckFactory
{
  public abstract Quackable createMallardDuck();
  public abstract Quackable createRedheadDuck();
  // (...)
}

public class  DuckFactory : AbstractDuckFactory
{
  public Quackable createMallardDuck()
  {
    return new MallardDuck();
  }
  public Quackable createRedheadDuck()
  {
    return new RedheadDuck();
  }
  // (...)
}

// 진짜 사용할 클래스
// 모든 메소드에서 꽥꽥 소리를 낸 횟수를 세는 데코레이터로 감싼다
public class CountingDuckFactory : AbstractDuckFactory
{
  public Quackable createMallardDuck()
  {
    return new QuackConter(new MallardDuck());
  }
  public Quackable createRedheadDuck()
  {
    return new QuackConter(new RedheadDuck());
  }
}

• 시뮬레이터도 팩토리를 사용하도록 고친다

public class DuckSimulator
{
  public DuckSimulator()
  {
    AbstrackDuckFacory duckFactory = new CountingDuckFactory()
    simulate(duckFactory);
  }

  void simulate(duckFactory)
  {
    // 객체의 인스턴스를 직접 생성하지 않고, abstractDuckFactory 메소드 사용
    Quackable mallardDuck = duckFactory.createMallardDuck();
    Quackable redheadDuck = duckFactory.createredheadDuck();
    // (...)
    Quackable gooseDuck = new GooseAdapter(new Goose());

	simulate(mallardDuck);
	simulate(redheadDuck);
	// (...
    simulate(gooseDuck);
  }

  void simulate(Quackable duck)
  {
    duck.quack();
  }
} 

오리 종 별로 관리하기

• 컴포지트 패턴을 사용하여 오리들을 모아 무리 단위로 관리
• 반복자 패턴도 사용하여 한번에 같은 작업 반복

// 무리 관리용 클래스
public class Flock : Quackable
{
  List<Quackable> quackers = new();

  public void add(Quackable quacker)
  {
    quackers.add(quacker);
  }
  
  public void quack()
  {
    // 반복자 패턴
    Iterator<Quackable> iterator = quackers.iterator();
    while(iterator.hasNext())
    {
      quacker.quack();
    }
  }
}

public class DuckSimulator
{
  // (...) main 메소드 생략

  public simulate(AbstractDuckFactory duckFactory)
  {
    // 이전코드와 마찬가지로 Quackable 생성
    Quackable mallardDuck = duckFactory.createMallardDuck();
    Quackable redheadDuck = duckFactory.createredheadDuck();
    // (...)
    Quackable gooseDuckOne = new GooseAdapter(new Goose());
    Quackable gooseDuckTwo = new GooseAdapter(new Goose());
    Quackable gooseDuckThree = new GooseAdapter(new Goose());

    // 무리 생성
    Flock flockofDucks = new Flock();
    flockOfDucks.add(mallardDuck);
    flockOfDucks.add(redheadDuck);
    // (...)

    // 다른 무리 생성
    Flock flockOfGoose = new Flock();
	flockOfGoose.add(gooseDuckOne);
	flockOfGoose.add(gooseDuckTwo);
	flockOfGoose.add(gooseDuckThree);

	// 새로 생긴 무리를 기존 무리에 추가
	flockOfDucks.add(flockOfGoose);

	// 모든 무리 테스트
	simulate(flockOfDucks);
	// 거위무리만 테스트
	simulate(flockOfGoose);
  }

  // 기존과 동일
  public simultate(Quackable duck)
  {
    duck.quack();
  }
}

소리를 냈을 때 바로 연락받기

• 옵저버 패턴을 이용하여 객체의 행동을 관측하기

public interface IObserver
{
  public void update(QuackableObservable duck);
}

public class Observer : IObserver
{
  public void update(QuackObservable duck)
  {
    print($"{duck}이 방금 소리냈다.");
  }
}

public interface QuackObservable
{
  // 옵저버를 등록하는 메소드
  public void registerObserver(Observer observer);
  // 옵저버들에게 연락을 돌리는 메소드
  public void notifyObservers(); 
}

// Quackable이 옵저버 인터페이스를 구현하도록 만들기
public interface Quackable : QuackObservable
{
  public void quack;
}

• 등록 및 연락용 코드를 Observable 클래스에 캡슐화 후, 구성으로 QuackObservable에 포함시키기

public class Observable : QuackObservable
{
  List<Observer> observers = new List();
  QuackObservable duck;
  public Observable(QuackObservable duck)
  {
    this.duck = duck;
  }

  // 옵저버 등록 코드
  public void registerObserver(Observer observer)
  {
    observers.add(observer);
  }

  // 연락을 돌리는 코드
  public  void notifyObservers()
  {
    Iterator iterator = observers.iterator();
    while(iterator.hasNext())
    {
      Observer observer = itertor.next();
      observer.update(duck);
    }
  }
}

public class MallardDuck : Quackalbe
{
  Observable observable;
  // 본인을 옵저버의 인자로 전달
  public MallardDuck()
  {
    observable = new Observable(this);
  }

  public void quack()
  {
    print("꽥꽥");
    notifyObservers(); // 옵저버에게 바로 알리기
  }

  // QuackObservable에서 정의한 메소드들 바로 보조 객체에게 넘긴다.
  public void registerObserver(Observer observer)
  {
    observable.registerObserver(observer);
  }
  public void notifyObservers()
  {
     observable.notifyObservers();
  }
}

MVC 모델-뷰-컨트롤러 패턴

예를 들어 음악 소프트웨어를 사용한다고 한다면,

• 모델

  MP3 파일을 관리하고 재생하는데 필요한 모든 상태, 데이터, 애플리케이션 로직 등이 들어있음. 모델에서 뷰에게 상태가 변경되었음을 알림. 뷰에게 인터페이스 제공.

• 뷰

  일반적으로 화면에 표시할 때 필요한 상태와 데이터는 모델에서 직접 가져옴. 뷰 디스플레이 갱신되는 것을 사용자가 볼 수 있음.

• 컨트롤러

  사용자가 인터페이스를 건드리면 그 행동이 컨트롤러에게 전달됨. 모델에게 음악 재생을 요청.

규칙

• 사용자는 뷰에만 접촉할 수 있다
• 컨트롤러가 모델에게 상태를 변경하라고 요청
• 컨트롤러가 뷰를 변경해달라고 요청할 수도 있음 (예를들어 특정 버튼을 활성화/비활성화)
• 상태가 변경되면 모델이 뷰에게 그 사실을 알림
• 뷰가 모델에게 상태를 요청함

MVC에 사용되는 패턴 알아보기

• 모델 - 옵저버 패턴

  상태가 변경되었을 때 그 모델과 연관된 객체들에게 연락.

• 뷰 - 컴포지트 패턴

  디스플레이는 여러 단계로 겹쳐있는 윈도우, 패널, 버튼 등으로 구성됨. 컨트롤러가 뷰에게 화면을 갱신해달라고 요청하면 최상위 뷰 구성 요소에게만 화면을 갱신하라고 하면 됨

• 컨트롤러 - 전략 패턴

  뷰 객체를 여러 전략을 써서 설정. 사용자가 요청한 내역을 처리할 때 모델과 뷰를 분리해주는 역할.

MVC와 어댑터 패턴

컨트롤러의 전략패턴을 살펴보다보면 MVC에서 종종 쓰이는 어댑터 패턴도 만나게 된다. 어떤 모델을 기존 뷰, 컨트롤러와 함께 사용하고 싶다면 어댑터를 사용하여 모델을 기존 모델에 맞게 적용시킨다.

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
• 진짜 절친에게만 이야기해야한다 = 최소결합 직접 알 필요가 없는 다른 객체와 상호작용하는 것을 피하라
• 저수준 구성요소가 시스템에 접속할 수는 있지만 언제 어떻게 그 구성 요소를 사용할지는 고수준 구성 요소가 결정한다 (순환의존 X)
• 어떤 클래스가 바뀌는 이유는 하나뿐이어야만 한다

복합 패턴

• 2개 이상의 패턴을 결합해서 일반적으로 자주 등장하는 문제들의 해법을 제공합니다.