디자인 패턴이란?

디자인패턴

1. 디자인 패턴이란

• 소프트웨어를 설계할 때 자주 발생하는 문제들이 또 발생했을 때 재사용할 할 수있는 해결책
• “바퀴를 다시 발명하지 마라(Don’t reinvent the wheel)”
• 이미 만들어져서 잘 되는 것을 처음부터 다시 만들 필요가 없다는 의미.
• 패턴:
  • 각기 다른 소프트웨어 모듈이나 기능을 가진 다양한 응용 소프트웨어 시스템들을 개발할 때도 서로 간에 공통되는 설계 문제가 존재하며 이를 처리하는 해결책 사이에도 공통점이 있는데, 이러한 유사점을 패턴이라 함.
• 중요성:
  • 공통의 언어를 만들어주어 팀원 사이의 의사 소통을 원활하게 함.

2. 디자인 패턴 구조

• 콘텍스트(context)

  • 문제가 발생하는 여러 상황. 즉, 패턴이 적용될 수 있는 상황을 말함.
  • 경우에 따라서는 패턴이 유용하지 못한 상황을 말하기도 함.

• 문제(problem)

  • 패턴이 적용되어 해결될 필요가 있는 여러 디자인 이슈들을 말함.
  • 이때 여러 제약 사항과 영향력도 문제 해결을 위해 고려해야 함.

• 해결(solution)

  • 문제를 해결하도록 설계를 구성하는 요소들과 그 요소들 사이의 관계, 책임, 협력 관계를 말함.
  • 해결은 반드시 구체적인 구현 방법이나 언어에 의존적이지 않으며 다양한 상황에 적용할 수 있는 일종의 템플릿.

3. GoF 디자인 패턴의 종류

• GoF(Gang of Fout)
• 소프트웨어 개발 영역에서 디자인 패턴을 구체화하고 체계화한 사람들
• 23가지의 디자인 패턴을 정리하고 각 속성별로 Creational(생성), Structural(구조), Behavioral(행위)로 크게 3가지로 분류함.

3.1. 생성(Creational) 패턴

• 객체 생성에 관련된 패턴
• 객체의 생성과 조합을 캡슐화해 특정 객체가 생성되거나 변경되어도 프로그램 구조에 영향을 크게 받지 않도록 유연성을 제공.

추상 팩토리(Abstract Factory)

• 구체적인 클래스를 지정하지 않고 관련성을 갖는 객체들의 집합을 생성하거나 서로 독립적인 객체들의 집합을 생성할 수 있는 인터페이스를 제공

빌더 (Builder)

• 복합 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리함으로써 동일한 생성 공정이 서로 다른 표현을 만들 수 있게 한다.

팩토리 메서드(Factory Method)

• 객체 생성 처리를 서브 클래스로 분리해 처리하도록 캡슐화하는 패턴

프로토 타입 (Prototype)

• 프로토타입의 인스턴스를 이용해서 생성할 객체의 종류를 명세하고 이 프로토타입을 복사해서 새로운 객체를 생성한다.

싱글턴(Singleton)

• 전역 변수를 사용하지 않고 객체를 하나만 생성하도록 하며, 생성된 객체를 어디에서든지 참조할 수 있도록 하는 패턴

3.2. 구조(Structural) 패턴

• 클래스나 객체를 조합해 더 큰 구조를 만드는 패턴
• 예를 들어 서로 다른 인터페이스를 지닌 2개의 객체를 묶어 단일 인터페이스를 제공하거나 객체들을 서로 묶어 새로운 기능을 제공하는 패턴이다.

어댑터 (Adapter)

• 클래스의 인터페이스를 클라이언트가 기대하는 다른 인터페이스로 변환한다. Adapter 패턴은 호환성이 없는 인터페이스 때문에 함께 사용할 수 없는 클래스를 개보하여 함께 작동하도록 해 준다.

브릿지 (Bridge)

• 추상화와 구현을 분리하여 각각을 독립적으로 변형할 수 있게 한다. 구현과 추상화 개념을 분리하려는 것이다. 이로써 구현 자체도 하나의 추상화 개념으로 다양한 변형이 가능해지고, 구현과 독립적으로 인터페이스도 다양함을 가질 수 있게 된다.

컴퍼지트(Composite)

• 여러 개의 객체들로 구성된 복합 객체와 단일 객체를 클라이언트에서 구별 없이 다루게 해주는 패턴

데커레이터(Decorator)

• 객체의 결합을 통해 기능을 동적으로 유연하게 확장할 수 있게 해주는 패턴

퍼사드 (Facade)

• 서브시스템에 있는 인터페이스 집합에 대해서 하나의 통합된 인터페이스를 제공한다. Facade 패턴은 서브시스템을 좀 더 사용하기 편하게 하기 위해서 높은 수준의 인터페이스를 정의한다.

플라이웨이트 (Flyweight)

• 작은 크기의 객체들이 여러 개 있는 경우, 객체를 효과적으로 사용하는 방법으로 객체를 공유하게 한다.

프록시 (Proxy)

• 다른 객체로의 접근을 통제하기 위해서 다른 객체의 대리자 또는 다른 객체로의 정보 보유자를 제공한다.

3.3. 행위(Behavioral)

• 객체나 클래스 사이의 알고리즘이나 책임 분배에 관련된 패턴
• 한 객체가 혼자 수행할 수 없는 작업을 여러 개의 객체로 어떻게 분배하는지, 또 그렇게 하면서도 객체 사이의 결합도를 최소화하는 것에 중점을 둔다.

Chain of Responsibility

• 요청을 처리할 수 있는 기회를 하나 이상의 객체에게 부여함으로써 요청하는 객체와 처리하는 객체 사이의 결합도를 없애려는 것이다. 요청을 해결할 객체를 만날 때까지 객체 고리를 따라서 요청을 전달한다.

Interpreter

• 언어에 따라서 문법에 대한 표현을 정의한다. 또 언어의 문장을 해석하기 위해 정의한 표현에 기반하여 분석기를 정의한다.

커맨드(Command)

• 실행될 기능을 캡슐화함으로써 주어진 여러 기능을 실행할 수 있는 재사용성이 높은 클래스를 설계하는 패턴

Iterator

• 내부 표현 방법을 노출하지 않고 복합 객체의 원소를 순차적으로 접근할 수 있는 방법을 제공한다.

Mediator

• 객체들 간의 상호작용을 객체로 캡슐화한다. Mediator 패턴은 객체들 간의 참조 관계를 객체에서 분리함으로써 상호작용만을 독립적으로 다양하게 확대할 수 있다.

Memento

• 캡슐화를 위배하지 않고 객체 내부 상태를 객체화하여, 나중에 객체가 이 상태로 복구 가능하게 한다.

옵서버(Observer)

• 한 객체의 상태 변화에 따라 다른 객체의 상태도 연동되도록 일대다 객체 의존 관계를 구성하는 패턴

스테이트(State)

• 객체의 상태에 따라 객체의 행위 내용을 변경해주는 패턴

스트래티지(Strategy)

• 행위를 클래스로 캡슐화해 동적으로 행위를 자유롭게 바꿀 수 있게 해주는 패턴

템플릿 메서드(Template Method)

• 어떤 작업을 처리하는 일부분을 서브 클래스로 캡슐화해 전체 일을 수행하는 구조는 바꾸지 않으면서 특정 단계에서 수행하는 내역을 바꾸는 패턴

Visitor

• 객체 구조의 요소들에 수행할 오퍼레이션을 표현한 패턴이다. Visitor 패턴은 오퍼레이션이 처리할 요소의 클래스를 변경하지 않고도 새로운 오퍼레이션을 정의할 수 있게 한다.