(Design Pattern) 디자인 패턴 들어가기 (핵심 14가지 패턴)

 

GoF의 디자인 패턴에는 23가지가 있으나..!

핵심으로 여겨지는 14가지 패턴에 대한 정의, 그리고 특징을 가져와봤다.

어떤 것들이 있는지 알기 위함 정도로 봐주면 좋을 듯 하다! 
깊이 있는 이해를 위해서라면 무조건 예제를 보는 것을 추천!!

---

• 생성 패턴
  : 객체 인스턴스를 생성하는 패턴, 클라이언트와 해당 클라이언트가 생성해야 하는 객체 인스턴스 사이 연결을 끊어주는 패턴
  • 싱글턴 패턴(Singleton Pattern)
    • 특정 클래스에 객체 인스턴스가 하나만 만들어지도록 해주는 패턴(유일한 인스턴스 제공)
      • 생성자를 명시적으로 private으로 선언해서 외부에서 여러 개의 인스턴스를 만들지 못하게 막음
      • static변수를 사용해 하나의 인스턴스만 유지
    • 전역적으로 접근 가능
      • get 메서드 제공
    • 메모리 절약 & 성능 최적화 (불필요한 객체 생성 방지)
  • 추상 팩토리 패턴
    • 구상 클래스에 의존하지 않고도 서로 연관, 의존적인 객체로 이루어진 제품군을 생산하는 인터페이스를 제공
    • 관련된 객체들의 그룹을 생성하는 인터페이스를 제공하는 패턴
      • 객체 생성 로직을 캡슐화→ 서브 클래스에서 구체적 구현을 결정하도록 유도
    • 장점
      • 관련된 객체들을 일관성 있게 생산 가능
      • 클라이언트에서 구체적 클래스에 의존하지 x (느슨한 결합, 유연성 증가)
      • 새로운 제품군 추가는 쉬움
    • 단점
      • 새로운 객체 추가는 어려움(인터페이스 수정)
  • 팩토리 메소드 패턴
    • 단일 객체 생성에 집중
    • 객체 생성을 서브 클래스에서 결정하도록 하는 패턴
    • new 키워드를 직접 사용하지 X, 팩토리 메서드 통해 객체 생성
    • 클라이언트 코드가 구체적 클래스에 의존 X (유연성 증가)

 

• 행동 패턴
  : 클래스와 객체들이 상호작용하는 방법, 역할을 분담하는 방법 다루는 패턴
  • 템플릿 메소드 패턴
    • 알고리즘의 골격(템플릿)을 정의
      • 실행순서 정해놓고, 일부 메서드는 서브클래스에서 오버라이드하도록 설계
    • 알고리즘 일부 단계(구체적인 로직)를 서브클래스에서 구현O
  • 싱글턴 패턴 (위와 동일)
  • 상태 패턴 
    • 객체 내부 상태가 바뀜에 따라 객체 행동 바꿀 수 있음
    • 객체 내부 상태를 클래스로 캡슐화 → 상태 변경 시 객체 동작도 변경되도록
      • if-else, switch-case 대신 상태별 클래스를 만들어 다형성으로 해결
    • 조건문 없이 유연하게 상태를 추가할 수 있음
    • 자판기, 문(잠김/열림), tcp연결 등 상태가 중요한 곳에서 유용하게 사용됨
  • 반복자 패턴
    • 컬렉션 구현방법을 노출하지 않으면서 집합체 내 모든 항목에 접근하는 방법 제공
      • for문 없이도 객체 순회 가능
    • 컬랙션과 반복 로직을 분리해 유지보수가 용이
    • hasNext(), next() 등의 인터페이스를 제공해 일관된 접근방식 제공
      • 자바 Iterator인터페이스와 유사
  • 전략 패턴
    • 특정 콘텍스트에서 알고리즘을 별도로 분리하는 설계 방법
    • 알고리즘을 직접 수정하지 않고도 쉽게 교체 가능하며 OCP(개방-폐쇄 원칙, Open-Closed Priciple)와 SRP(단일 책임 원칙, Single Responsibility Principle)을 지킬 수 있음
    • 일반적으로 if - else 로 구성된 코드 블록이 비슷한 기능을 수행하는 경우 전략 패턴을 사용함으로써 코드를 확장 가능하도록 변경할 수 있음
  • 옵저버 패턴 
    • 객체 상태 변화 발생 시, 해당 변화를 의존하는 다른 객체에 자동으로 통보하는 디자인 패턴 ,일대다 의존성을 정의함
    • 이벤트 처리, 구독-발행 모델에 사용됨
    • 옵저버 패턴 핵심 개념
      • 주체(관찰자에 알림을 전달하는 객체)/ 옵저버/ 알림 매커니즘/ 1:N 관계

 

• 구조 패턴
  : 클래스나 객체를 조합해 더 큰 구조를 만드는 패턴
  (객체간 상호작용을 단순화하고 유연하게 만들어주는 디자인 패턴)
  
  • 데코레이터 패턴
    • 객체에 추가요소를 동적으로 더할 수 있음
    • 기존 클래스를 상속하지 않고도, 기능을 확장할 수 있도록 도와주는 패턴
      • 기존 객체 수정X, 추가적 기능 덧붙일 수 있음
  • 프록시 패턴
    • 특정 객체로의 접근을 제어하거나 추가적인 작업을 할 수 있도록 함
    • 성능 최적화, 접근 제어, 로깅, 지연 초기화 등을 위한 용도
    • 주요 특징
      • 대리 객체: 실제 객체를 대신해 그 객체에 대한 접근을 제어하는 객체
      • 실제 객체: 실제 작업을 수행하는 객체
      • 접근 제어
      • 지연 초기화 (객체가 실제로 필요할 때까지 초기화하기 않도록 함)
    • 객체 생성 비용이 클 경우 프록시를 통해 객체를 지연 로딩, 캐싱해 성능 최적화 가능
  • 어댑터 패턴
    • 특정 클래스 인터페이스를 클라이언트에서 요구하는 다른 인터페이스로 변환함
    • 호환되지 않는 인터페이스를 가진 두 객체를 연결
      • 두 클래스의 인터페이스가 다를 때 변환해주는 중재자 역할
    • 종류
      • 클래스 어댑터 패턴
        • 상속을 이용해 두 클래스 간 호환을 맞춤
      • 객체 어댑터 패턴
        • 객체를 사용해 어댑터 구현
    • 상호 운용성 증가, 복잡도 증가
  • 컴포지트 패턴
    • 객체를 트리구조로 구성해서 부분-전체 계층구조를 구현
    • 일관된 방식으로 개별 객체와 복합 객체 다루기 가능
    • 장점: 새로운 Leaf, Composite 추가가 쉽고, 클라이언트 코드 변경이 필요 없음
    • 단점: 구조가 복잡해질 수 있으며 메모리 사용량 증가 가능
  • 퍼사드 패턴
    • 서브시스템에 있는 일련의 인터페이스를 통합 인터페이스로 묶어줌
    • 복잡한 서브시스템의 인터페이스를 단순화 → 클라이언트가 더 쉽게 사용할 수 있도록 하는 구조적 디자인 패턴
    • 패턴 구조
      • 서브시스템: 개별 클래스로 이뤄진 복잡 시스템
      • 퍼사드: 서브 시스템을 감싸는 간단한 인터페이스 제공하는 클래스
      • 클라이언트: 퍼사드를 통해 접근