디자인 패턴 (Design Pattern)

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디자인 패턴이란?

• 소프트웨어를 설계할 때 특정 맥락에서 자주 발생하는 고질적인 문제들이 또 발생했을 때 재사용할 할 수있는 훌륭한 해결책

“바퀴를 다시 발명하지 마라(Don’t reinvent the wheel)”

• 이미 만들어져서 잘 되는 것을 처음부터 다시 만들 필요가 없다는 의미이다.

• 패턴이란

  • 각기 다른 소프트웨어 모듈이나 기능을 가진 다양한 응용 소프트웨어 시스템들을 개발할 때도 서로 간에 공통되는 설계 문제가 존재하며 이를 처리하는 해결책 사이에도 공통점이 있다.
    이러한 유사점을 패턴이라 한다.

  • 패턴은 공통의 언어를 만들어주며 팀원 사이의 의사 소통을 원활하게 해주는 아주 중요한 역할을 한다.

디자인 패턴 구조

• 콘텍스트(context)

  • 문제가 발생하는 여러 상황을 기술한다. 즉, 패턴이 적용될 수 있는 상황을 나타낸다.

  • 경우에 따라서는 패턴이 유용하지 못한 상황을 나타내기도 한다.

• 문제(problem)

  • 패턴이 적용되어 해결될 필요가 있는 여러 디자인 이슈들을 기술한다.

    • 이때 여러 제약 사항과 영향력도 문제 해결을 위해 고려해야 한다.

• 해결(solution)

  • 문제를 해결하도록 설계를 구성하는 요소들과 그 요소들 사이의 관계, 책임, 협력 관계를 기술한다.

  • 해결은 반드시 구체적인 구현 방법이나 언어에 의존적이지 않으며 다양한 상황에 적용할 수 있는 일종의 템플릿이다.

디자인 패턴의 종류

GoF 디자인 패턴

• GoF(Gang of Fout)라 불리는 사람들 에리히 감마(Erich Gamma), 리차드 헬름(Richard Helm), 랄프 존슨(Ralph Johnson), 존 블리시디스(John Vissides)

• 소프트웨어 개발 영역에서 디자인 패턴을 구체화하고 체계화한 사람들

• 23가지의 디자인 패턴을 정리하고 각각의 디자인 패턴을 생성(Creational), 구조(Structural), 행위(Behavioral) 3가지로 분류했다.

GoF 디자인 패턴의 분류

• 생성(Creational) 패턴

  • 객체 생성에 관련된 패턴

  • 객체의 생성과 조합을 캡슐화해 특정 객체가 생성되거나 변경되어도 프로그램 구조에 영향을 크게 받지 않도록 유연성을 제공한다.

• 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.

• 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.

GoF 디자인 패턴의 종류

• 생성(Creational) 패턴

  • 추상 팩토리(Abstract Factory)

    • 구제적인 클래스에 의존하지 않고 서로 연관되거나 의존적인 객체들의 조합을 만드는 인터페이스를 제공하는 패턴

  • 빌더(Builder)

    • 복합 객체의 생성과정과 표현과정을 분리시켜 동일한 생성과정에서 다양한 표현을 생성할 수 있는 패턴입니다.

  • 팩토리 메서드(Factory Method)

    • 객체 생성 처리를 서브 클래스로 분리해 처리하도록 캡슐화하는 패턴

  • 프로토타입(Prototype)

    • 생성할 객체의 종류를 명시하는 데 원형이 되는 예시물을 이용하고 새로운 객체를 이 원형들을 복사함으로써 생성하는 패턴입니다.

  • 싱글턴(Singleton)

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

• 구조(Structural) 패턴

  • 어댑터(Adapter)

    • 클래스의 인터페이스를 사용자가 기대하는 다른 인터페이스로 변환하는 패턴으로, 호환성이 없는 인터페이스 때문에 함께 동작할 수 없는 클래스들이 함께 작동하도록 해주는 패턴입니다.

  • 브리지(Bridge)

    • 구현부에 추상층을 분리하여 각자 독립적으로 변형할 수 있도록 하는 패턴입니다.

  • 컴퍼지트(Composite)

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

    • 객체들의 관계를 트리 구조로 구성하여 부분-전체 계층을 표현하는 패턴

  • 데커레이터(Decorator)

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

  • 퍼사드(Facade)

    • 서브시스템에 있는 인터페이스 집합에 통합된 하나의 인터페이스를 제공합니다. 서브시스템을 좀 더 쉽게 사용하기 위해 고수준의 인터페이스를 정의합니다.

  • 플라이웨이트(Flyweight)

    • 동일하거나 유사한 객체들 사이에 가능한 많은 데이터를 서로 공유하여 사용하도록 하여 메모리 사용량을 최소화하는 소프트웨어 디자인 패턴이다.

  • 프록시(Proxy)

    • 어떤 다른 객체로 접근하는 것을 통제하기 위해 그 객체의 매니저 또는 자리 채움자를 제공하는 패턴입니다.

• 행위(Behavioral) 패턴

  • 책임 연쇄(Chin of Responsibility)

    • 요청을 처리하는 기회를 하나 이상의 객체에 부여하여 요청을 보내는 쪽과 받는 쪽의 결합을 피하는 패턴입니다.

    • 요청을 받는 객체를 연쇄적으로 묶고 객체를 처리할 수 있을 때까지 요청을 전달합니다.

  • 커맨드(Command)

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

  • 인터프리터(Interpreter)

    • 주어진 언어에 대해서 문법을 위한 표현수단을 정의하고, 해당 언어로 된 문장을 해석하는 해석기를 사용하는 패턴입니다.

  • 이터레이터(Iterator)

    • 내부 표현부를 노출하지 않고 어떤 객체 집합의 원소들을 순차적으로 접근할 수 있는 방법을 제공하는 패턴입니다.

  • 미디에이터(Mediator)

    • 한 집합에 속해있는 객체들의 상호 작용을 캡슐화하는 객체를 정의하는 패턴입니다.

    • 중재자는 객체들이 직접 서로 참조하지 않도록함으로써 객체들간의 느슨한 연결을 촉진시키며 객체들의 상호작용을 독립적으로 다양화 시킬 수 있도록 해줍니다.

  • 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)

    • 객체의 연산에서 알고리즘의 뼈대만 정의하고, 나머지는 서브클래스에서 이루어지게 하는 패턴입니다.

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

  • 비지터(Visitor)

    • 객체구조를 이루는 원소에 대해 수행할 연산을 표현합니다. 방문자는 연산에 적용할 원소의 클래스를 변경하지 않고 새로운 연산을 재정의 할 수 있습니다.