소프트웨어 설계 2: 디자인 패턴
22 Jul 2024 #cs
디자인 패턴 (Design Pattern)
모듈 간 관계 및 인터페이스를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제를 말합니다. 1995년 Gang of Four (GoF)라 불리는 Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vissides가 체계화했습니다. 수많은 패턴 중 제일 일반적인 패턴을 분류 및 정리하였으므로, 현업에서 제일 많이 사용되는 패턴들이 포함되어 있습니다.
- 문제, 배경, 실제 적용 사례, 재사용 가능 샘플 코드 등으로 구성되어 있습니다.
- 생성, 구조, 행위 패턴으로 구분됩니다.
생성 패턴 (Creational Pattern)
클래스/객체의 생성과 참조 과정을 정의하는 패턴입니다.
추상 팩토리 (Abstract Factory)
객체 그룹을 인터페이스를 통해 서로 의존하는 것으로 생성하여 추상적으로 표현하는 패턴으로, 연관된 서브클래스를 묶어 한 번에 교체할 수 있습니다.
팩토리 메서드 (Factory Method)
객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴으로, 상위 클래스에서는 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브 클래스가 담당합니다. 가상 생성자 (Virtual Constructor) 패턴이라고도 합니다.
빌더 (Builder)
인스턴스를 조합하여 객체를 생성하는 패턴입니다. 객체의 생성과 표현을 분리하므로, 동일한 객체를 생성했음에도 표현에 있어 다른 결과를 보일 수 있습니다.
프로토타입 (Prototype)
원본 객체를 복제함으로써 객체를 생성하는 패턴으로, 비용이 큰 경우 유용합니다.
싱글톤 (Singleton)
생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시 참조할 수는 없는 패턴입니다. 클래스 내 인스턴스가 하나뿐음을 보장하고, 불필요하게 메모리를 낭비하지 않게 합니다.
구조 패턴 (Structural Pattern)
클래스나 객체를 조합하여 큰 구조를 만드는 패턴으로, 구조가 복잡한 시스템을 개발이 쉽도록 합니다.
어댑터 (Adapter)
다른 클래스가 특정 클래스를 이용하고자 할 때, 해당 클래스가 호환성이 없는 경우(인터페이스가 일치하지 않는 경우), 그 클래스의 인터페이스를 변환하여 이용 가능하게 만드는 패턴입니다.
브리지 (Bridge)
구현 부분에서 추상층을 분리하여 각각 독립적으로 확장될 수 있게 구성한 패턴으로, 구현과 기능을 별도의 클래스로 취급합니다.
컴포지트 (Composite)
단일 객체와 여러 객체로 구성된 복합 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴입니다. 객체들을 트리 구조로 구성하여, 복합 객체 내 복합 객체가 포함되는 구조를 구현할 수 있습니다.
데코레이터 (Decorator)
객체 간 결합을 통해 기능을 확장할 수 있는 패턴으로, 특정 객체에 객체를 덧붙여 부가적인 기능을 추가합니다.
퍼싸드 (Facade)
클래스들 상위에 인터페이스를 구성하여 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있게 하는 패턴입니다. 이 통합 인터페이스를 제공하는 Wrapper 객체가 필요합니다.
플라이웨이트 (Flyweight)
인스턴스를 매번 생성하지 않고 가능한 공유해서 사용하는 패턴입니다. 많은 유사 객체를 생성, 조작할 때 유용하며, 메모리를 절약할 수 있습니다.
프록시 (Proxy)
클래스/객체를 조합하여 복잡한 시스템을 개발하는 작업을 쉽게 해주는 패턴으로, 대리자라고도 불립니다. 내부에서는 객체 간 관계를 단순화해주고, 외부에서는 객체의 세부 내용을 숨겨주는 역할을 합니다.
행위 패턴 (Behavioral Pattern)
클래스나 객체 간 상호작용이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴입니다.
책임 연쇄 (Chain of Responsibility)
한 객체가 요청을 처리하지 못하면 다음 객체가 그것을 처리하는 형태의 패턴입니다. 요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하고, 이 객체들이 고리(chain)로 묶여 있어 요청이 완료될 때까지 고리를 따라 책임이 넘어갑니다.
커맨드 (Command)
요청을 객체 형태로 캡슐화하여, 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴입니다. 요청에 사용되는 명령어들을 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화합니다.
인터프리터 (Interpreter)
언어 문법 표현을 정의하는 패턴으로, SQL이나 통신 프로토콜 등을 개발할 때 사용합니다.
반복자 (Iterator)
접근이 잦은 객체에 대해(자료구조 등) 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴으로, 내부 표현 노출 없이 순차적인 접근을 가능하게 합니다.
중재자 (Mediator)
인터페이스를 객체 형태로 캡슐화하는 패턴입니다. 객체 간 의존성을 줄여 결합도를 감소시킬 수 있습니다.
메멘토 (Memento)
특정 시점의 객체 내부 상태를 객체화하여 이후 해당 시점의 상태로 객체를 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴입니다. 대표적으로 취소(Ctrl+Z) 기능이 있습니다.
옵서버 (Observer)
상위 객체의 상태가 변화하면 하위 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴으로, 일대다 의존성을 정의합니다. 주로 분산 시스템에서 이벤트를 발행하고 수신할 때 이용합니다.
상태 (State)
객체 상태를 캡슐화하여 이를 참조하는 방식으로 처리하는 패턴으로, 객체의 상태에 따라 동일 동작을 다르게 처리할 때 사용합니다.
전략 (Stretegy)
동일 계열의 알고리즘을 각각 캡슐화하여 상호 교환(대체)될 수 있게 정의하는 패턴입니다. 클라이언트는 독립적으로 알고리즘을 원하는대로 선택할 수 있고, 클라이언트 영향 없이 알고리즘을 변경할 수 있습니다.
템플릿 메소드 (Template Method)
상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 패턴입니다. 유사한 클래스를 묶어 공통된 내용을 상위 클래스에서 정의함으로써 코드 양을 줄이고 유지보수를 용이하게 합니다.
방문자 (Visitor)
각 클래스의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리해 별도의 클래스로 구성하는 패턴입니다. 분리된 처리 기능을 각 클래스를 방문함으로써 수행됩니다.