HeadFirst 03. 데코레이터 패턴

Jiyeong·2022년 6월 18일
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Decorator Pattern

객체에 추가 요소를 동적으로 더할 수 있다.
데코레이터를 사용하면 서브클래스를 만들 때보다 훨씬 유연하게 기능을 확장할 수 있다.

구성의 장점

- 실행 중에 동적으로 행동 설정 가능 - 객체에 여러 임무를 새로 추가할 수 있음 - 기존 코드를 건드리지 않고 코드 수정에 따른 버그나 의도하지 않은 부작용들을 고칠 수 있음

OCP(Open-Closed Principle)

클래스는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있음

주문 시스템에 데코레이터 패턴 적용하기

1. Dark Roast 객체 Beverage로부터 상속받으므로 음료 가격을 계산하는 메소드를 지님
  1. 고객이 모카를 주문했으므로 Mocha 객체를 만들고 그 객체로 DarkRoast를 감쌈
  • Mocha 객체는 데코레이터임. 객체의 형식은 객체가 장식하고 있는 객체를 반영하는데, Beverage가 이를 반영함. 여기서 반영한다는 뜻은 같은 형식을 갖는다는 뜻!
  • Mocha에도 cost() 메소드가 있고, 이를 감싸는 것도 Beverage 객체로 간주할 수 있음. 왜냐하면 Beverage의 서브클래스 형식이기 때문.
  1. 고객이 휘핑크림도 추가했으므로 Whip 데코레이터를 만들어 Mocha를 감쌈
  • Whip도 데코레이터라서 DarkRoast의 형식을 반영해 Coast() 메소드를 가짐
  • Mocha와 Whip에 싸여 있는 DarkRoast는 여전히 Beverage 객체이므로 cost() 메소드 호출을 비롯해, DarkRoast에 관한 일이라면 무엇이든 할 수 있음.
  1. 가격 호출을 위해서는 가장 바깥쪽 데코레이터인 Whip의 cost()를 호출 -> Whip은 그 객체가 장식하고 있는 객체에게 가격 계산 위임

    -> 가격이 구해진 후 계산된 가격에 휘핑크림의 가격을 더한 결과값을 리턴

Summary

- 데코레이터의 슈퍼클래스는 자신이 장식하고 있는 객체의 슈퍼클래스와 같다 - 한 객체를 여러 개의 데코레이터로 감쌀 수 있다 - 데코레이터는 자신이 감싸고 있는 객체와 같은 슈퍼클래스를 가지고 있기에 원래 객체가 들어갈 자리에 데코레이터 객체를 넣어도 상관이 없다 - 데코레이터는 자신이 장식하고 있는 객체에게 어떤 행동을 위임하는 일 말고도 추가 작업을 수행할 수 있다 - 객체는 언제든지 감쌀 수 있으므로 실행 중에 필요한 데코레이터를 마음대로 적용할 수 있다

커피 주문 시스템 코드 만들기

public abstract class Beverage{
    String description = "제목 없음";
    //Beverage는 추상 클래스이며, getDescription()과 cost()라는 2개의 메소드를 가짐
    
    public String getDescirption(){
    //getDescirption은 이미 구현되어 있지만 cost()는 서브클래스에서 구현해야 함
    return description;
    }
    
    public abstract double Csot();
}
public abstract class CondimentDecorator extends Beverage{
    Beverage beverage;
    public abstract String getDescription();
}
//Beverage 객체가 들어갈 자리에 들어갈 수 있어야하므로 Beverage 클래스를 확장함
//각 데코레이터가 감쌀 음료를 나타내는 Beverage 객체를 여기에서 지정함. 음료를 지정할 땐 데코레이터에서 어떤 음료를 감쌀 수 있도록 Beverage 슈퍼클래스 유형을 사용함.
//모든 첨가물 데코레이터에 getDescription() 메소드를 새로 구현하도록 만들 계획으로 추상메소드로 선엄함.

음료 코드 코드 구현하기

에스프레소

public class Espresso extends Beverage{
//Beverage 클래스를 확장

    public Espresso(){
       description = "에스프레소";
    }
    //클래스 생성자 부분에서 description 변수 값을 설정함. description 인스턴스 변수는 Beverage로부터 상속 받음.
    
    public double cost(){
      return 1.99;
    }
    //가격만 리턴해주기
}

하우스 블렌드 커피

``` public class HouseBlend extends Beverage{ public HouseBlend(){ description = "하우스 블렌드 커피"; } 
public double cost(){
return .89;
}

}


<h4>다크 로스트</h4>

public class DarkRoast extends Beverage{
public DarkRoast(){
description = "다크 로스트 커피";
}

public double cost(){
return .99;
}

}


<h4>디카페인</h4>

public class Decaf extends Beverage{
public Decaf(){
description = "디카페인 커피";
}

public double cost(){
    return .79;
}

}


<h3>첨가물 코드 구현하기</h3>
Mocha 인스턴스에는 Beverage의 레퍼런스가 들어있음.
1. 감싸고자 하는 음료를 저장하는 인스턴스 변수
2. 인스턴스 변수를 감싸고자 하는 객체로 설정하는 생성자(데코레이터의 생성자에 감싸고자 하는 음료 객체를 전달하는 방식을 사용함)

public class Mocha extends CondimentDecorator{
//CondimentDecorator에서 Beveragem를 확장함

public Mocha(Beverage beverage){
  this.beverage = beverage;
}

public String getDescription(){
  return beverage.getDescription() + ", 모카";
}

public double cost(){
  return beverage.cost() + .20;
}

}


<h4>커피 주문 시스템 코드 테스트</h4>

public class StarbuzzCoffee {

public static void main(String args[]){
//아무것도 넣지 않은 에스프레소를 주문하고 그 음료의 설명과 가격 출력
Beverage beverage = new Espresso();
System.out.println(beverage.getDescription() + "$" + beverage.cost());

Beverage beverage2 = new DarkRoast();
beverage2 = new Mocha(beverage2); //모카로 감쌈
beverage2 = new Mocha(beverage2); //모카 샷 추가
beverage2 = new Whip(beverage2); //휘핑 올리기
System.out.println(beverage2.getDescription() + "$" + beverage2.cost());

Beverage beverage3 = new HouseBlend();
beverage3 = new Soy(beverage3); //두유 감쌈
beverage3 = new Mocha(beverage3); //모카 샷 추가
beverage3 = new Whip(beverage3); //휘핑 올리기
System.out.println(beverage3.getDescription() + "$" + beverage3.cost());
}

}


<h4>커피 사이즈별 가격 코드 테스트</h4>

public abstract class CondimentDecorator extends Beverage{
public Beverage beverage;
public abstract String getDescription();

//데코레이터에 음료 사이즈를 리턴하는 getSize() 메소드 추가
public Size getSize(){
  return beverage.getSize();
}

}

public class Soy extends CondimentDecorator{
public Soy(Beverage beverage){
this.beverage = beverage;
}
}

public String getDescription(){
return beverage.getDescription() + ", 두유";
}

public double cost(){
double cost = beverage.cost();

if(beverage.getSize() == Size.TALL) {
   cost += .10;
} else if (beverage.getSize() == Size.GRANDE){
   cost += .15;
} else if (beverage.getSize() == Size.VENTI){
   cost += .20;
}
return cost;

}
}


<h4>코드를 통해 배운 점</h4>
- 추상 구성 요소로 돌아가는 코드에 데코레이터 패턴을 적용해야만 제대로 된 결과를 얻을 수 있음.
  <h5>데코레이터가 적용된 예: 자바 I/O</h5>
  ZipInputStream > BufferedInputStream > FileInputStream > 읽어 들일 파일 텍스트
1. ZipInputStream <br> 구상 데코레이터로 zip 파일에서 데이터를 읽어 올 때 그 속에 들어있는 항목을 읽는 기능을 더해 준다.
2. BufferedInputStream <br> 구상 데코레이터로 FileInputStream에 입력을 미리 읽어서 더 빠르게 처리할 수 있게 해주는 버퍼링 기능을 더해 준다.
3. FileInputStream <br> 데코레이터로 장식할 예정으로 자바 I/O 라이브러리는 FileInputStream, StringBufferInputStream, ByteArrayInputStream 등 다양한 구성 요소를 제공한다. <br>
   이들 모두 바이트를 읽어 들이는 구성 요소 역할을 함.

* InputStream은 추상 데코레이터 클래스 역할을 하며, FileInputStream이 InputStream을 확장한 클래스.


<h4>자바 I/O 데코레이터 만들기</h4>

public class LowerCaseInputStream extends FilterInputStream{
//모든 InputStream의 추상 데코레이터인 FilterInputStream을 확장함

public LowerCaseInputStream(InputStream in){
    super(in);
}

public int read() throws IOException{
    int c = in.read();
    return (c == -1 ? c: Character.toLowerCase((char)c));
}

//이제 2개의 read() 메소드를 구현해야 하는데 각각 byte 값, 혹은 byte 배열을 읽고 각 byte(문자를 나타냄)를 검사해서 대문자이면 소문자로 변환.

public int read(byte[] b, int offset, int len) throws IOException {
    int result = in.read(b, offset, len);
    for(int i = offset; i < offset+result; i++){
    b[i] = (byte)Character.toLowerCase((char))b[i]);
    }
return result;
}

}


<h4>자바 I/O 데코레이터 테스트</h4>

public class InputTest{
public static void main(String[] args) thrwos IOException{
int c;

try {
    InputStream in = new LowerCaseInputStream(
    new BufferedInputStream(
    new FileInputStream("test.txt")));

    while((c = in.read()) >= 0) {
    System.out.print((char)c); //스트림을 써서 파일 끝까지 문자를 하나씩 출력하면서 처리합니다.
    }

    in.close();
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}


<h2>핵심 정리</h2>
- 디자인의 유연성 면에서 보면 상속으로 확장하는 일을 별로 좋은 선택이 아님
- 기존 코드 수정 없이 행동을 확장해야 하는 상황도 있음
- 구성과 위임으로 실행 중에 새로운 행동을 추가할 수 있음
- 상속 대신 데코레이터 패턴으로 행동을 확장할 수 있음
- 데코레이터 패턴을 구상 구성 요소를 감싸 주는 데코레이터를 사용
- 데코레이터 클래스의 형식은 그 클래스가 감싸는 클래스 형식을 반영(상속이나 인터페이스 구현으로 자신이 감쌀 클래스와 같은 형식을 가짐)
- 데코레이터는 자기가 감싸고 있는 구성 요소의 메소드 호출한 결과에 새로운 기능을 더함으로써 행동을 확장
- 구성 요소를 감싸는 데코레이터 개수에는 제한이 없음
- 구성 요소의 클라이언트는 데코레이터의 존재를 알 수 없음. 클라이언트가 구성 요소의 구체적인 형식에 의존하는 경우는 예외!
- 데코레이터 패턴을 사용하면 자잘한 객체가 매우 많이 추가될 수 있어서 코드가 복잡해질 수 있다.
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