[디자인패턴] strategy pattern
Head First Design Pattern Ch1 디자인 패턴 소개을 정리한 것입니다.
디자인 원칙
- 어플리케이션에서 달라지는 부분을 찾아 달라지지않는 부분으로부터 분리시킨다.
- 바뀌는 부분을 따로 뽑아 캡슐화시킨다.
- 나중에 바뀌지 않는 부분에는 영향을 미치지 않으면서 바뀌는 부분을 수정하거나 확장할 수 있다.
- 상속보다는 구성을 활용한다.
- 구성은 객체간 상호작용을 일컫는 듯 하다.
- 구현(Implementation)이 아닌 인터페이스에 맞춰서 프로그래밍한다.
Stretegy Pattern
알고리즘군을 정의하고 각각을 캡슐화하여 교환해서 사용할 수 있도록 만든다. 이 패턴을 활용하면 알고리즘을 사용하는 클라이언트와는 독립적으로 알고리즘을 변경할 수 있다.
에를 들어 (너무나 유명한 예제이지만 빠른 이해를 위해) 오리를 다음과 같이 구현했다고 하자.
여기에 fly라는 메소드를 추가한다고 하자. 가장 쉽게 생각해볼 수 있는 방법은 Duck 클래스에 fly를 추상메소드로 선언한 수 상속받은 클래스에서 구현하는 것을 생각해볼 수 있다. 그림으로 나타내면 아래와 같다.
위 방식의 문제점은 추가된 메소드 fly가 각 클래스마다 서로 다른 방식으로 작동해야 될 수도 있다는 것이다. 날 수 있는 오리가 있고 날 수 없는 오리가 있을 수도 있다는 뜻이다. 또한 똑같이 날 수 있는 오리에 대해서 서로 다른 서브클래스들에 동일한 fly메소드가 들어갈 수도 있다. 위 예시는 상속의 활용이 부적절한 예시임을 나타낸다.
상속이 전부는 아니다.
인터페이스를 사용해 해결해보기로 하자.
인터페이스를 각 서브클래스에서 구현하면 각 서브클래스가 fly를 어떤 방식으로 구현했는지 확인하기 위해 모든 서브 클래스를 확인해야 한다. 또한 서브클래스 중에는 동일한 방식으로 fly할 수 도 있는데 이 메소드의 구현을 바꾸려는 경우 동일한 동작을 하는 모든 클래스들을 찾아 전부 바꾸는 수고를 해야 한다. 이때 디자인 첫 번째 디자인 원칙을 사용해보자.
어플리케이션에서 달라지는 부분을 찾아내고, 달라지지 않는 부분으로 부터 분리시킨다.
Duck의 각 서브클래스마다 달라지는 부분은 fly와 quack이다. fly와 quack에 대해 서로 다른 구현(quack의 소리가 다르지만 소리를 내기는 내는 경우, 책에 있는 클래스로 예시를 드려고 하니 좀 그렇네요..)을 관리할 수 있는 클래스 집합을 디자인할 것이다. 각 클래스 집합에 대해 인터페이스를 정의한 후 인터페이스에 따라 메소드를 구현할 것이다.
구현이 아닌 인터페이스에 맞춰서 프로그래밍한다.
각 행동은 FlyBehavior과 QuackBehavior라는 인터페이스로 나타내고 이 인터페이스를 구현함으로써 서로 다른 행동들을 나타내는 메소드를 만든다. Duck클래스에서 구현하지 않는다. 인터페이스를 구현한 클래스를 Duck 클래스에 포함시킴으로써 Duck이 fly와 quack을 실행할 수 있도록 한다. 이를 그림으로 나타내면 아래와 같다.
서브클래스와 함께 나타내면 다음과 같다.
이렇게 하면 각 서브클래스들이 fly나 quack를 어떻게 구현하고 있는지 한 눈에 확인할 수 있으며 새로운 구현을 추가하거나 기존의 구현을 수정하더라도 모든 서브 클래스들을 볼 필요가 없기 때문에 유지 보수가 용이하다.
구체적인 코드로 나타내면 다음과 같다.
자바 코드 예시
Duck과 서브클래스
public abstract class Duck {
FlyBehavior flybehavior;
QuackBehavior quackBehavior;
public Duck() { }
public abstract void display();
public void performFly() {
/**
flybehavior에 원하는 구현을 집어넣으면 실제
구현을 몰라도 fly 메소드를 호출하면 된다.
*/
flybehavior.fly();
}
public void performQuack() {
quackBehavior.quack();
}
public void swim() {
System.out.println("All ducks can swim");
}
public void setFlyBehavior(FlyBehavior fb) {
flybehavior = fb;
}
public void setQuackBehavior(QuackBehavior qb) {
quackBehavior = qb;
}
}
/* 예시로 2개만 만든다. */
public class MallardDuck extends Duck {
public MallardDuck() {
/**
클래스에 맞는 구현을 생성한다. fly메소드나
quack메소드를 호출하면 여기서 생성된
구현을 호출하게 된다.
*/
quackBehavior = new Quack();
flybehavior = new FlyWithWings();
}
public void display() {
System.out.println("mallard duck");
}
}
public class ModelDuck extends Duck {
public ModelDuck() {
flybehavior = new FlyNoWay();
quackBehavior = new Quack();
}
public void display() {
System.out.println("model duck");
}
}
FlyBehavior와 구현
public interface FlyBehavior {
public void fly();
}
class FlyWithWings implements FlyBehavior {
public void fly() {
System.out.println("Flying!!");
}
}
class FlyNoWay implements FlyBehavior {
public void fly() {
System.out.println("Cannot Fly");
}
}
class FlyRocketPowered implements FlyBehavior {
public void fly() {
System.out.println("rocket powered fly");
}
}
QuackBehavior와 구현
public interface QuackBehavior {
public void quack();
}
class Quack implements QuackBehavior {
public void quack() {
System.out.println("Quack!!");
}
}
class MuteQuack implements QuackBehavior {
public void quack() {
System.out.println("...");
}
}
class Squeak implements QuackBehavior {
public void quack() {
System.out.println("Squcak!!");
}
}
데모 예시
public class DuckDemo {
public static void main(String[] args) {
/* 구현 생각할 필요 없이 performFly,
performQuack을 호출하면 된다. */
Duck mallard = new MallardDuck();
mallard.performFly();
mallard.performQuack();
Duck model = new ModelDuck();
model.performFly();
model.setFlyBehavior(new FlyRocketPowered());
model.performFly();
}
}
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