[정보처리기사] 디자인 패턴에 대해 알아보자

 

 안녕하세요. 진득코딩입니다.

 

 자라오면서 어느 정도 부모님께서 음식 하는 것을 봐왔거나 자취를 해보신 분들은 따로 요리를 배우지 않아도 어느 정도 음식을 요리할 줄 알고 있습니다.

 

 이때 요리를 본격적으로 배우고 싶을 때 따로 학원을 다녀도 되겠지만 두꺼운 요리책을 구매해서 원하는 요리의 레시피를 참고할 수도 있습니다.

 

 이번 시간에는 프로그래밍을 할 때 메뉴얼이 되는 디자인 패턴에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

디자인 패턴(Design Pattern)

 

• 디자인 패턴은 모듈 간의 관계 및 인터페이스를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제를 의미합니다.
  
  
• 문제 및 배경, 실제 적용된 사례, 재사용이 가능한 샘플 코드 등으로 구성되어 있습니다.
  
  
• GOF의 디자인 패턴은 생성 패턴, 구조 패턴, 행위 패턴으로 구분됩니다.
  
  

생성 패턴(Creational Pattern)

 

• 생성 패턴은 클래스나 객체의 생성과 참조 과정을 정의하는 패턴입니다.
  
  
• 생성 패턴은 총 5가지 패턴으로 분류되어 있습니다.
  
  

패턴명	설명
추상 팩토리  (Abstract Factory)	- 구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관/의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현합니다.  - 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능합니다.
빌더  (Builder)	- 작게 분리된 인스턴스를 건축 하듯이 조합하여 객체를 생성합니다.    - 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리하고 있어, 동일한 객체 생성에서도 서로 다른 결과를 만들어 낼 수 있습니다.
팩토리 메소드  (Factory Method)	- 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴입니다.  - 상위 클래스에서 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브 클래스가 담당합니다.  - 가성 생성자(Virtual Constructor) 패턴이라고도 합니다.
프로토타입  (Prototype)	- 원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴입니다.  - 일반적인 방법으로 객체를 생성하며, 비용이 큰 경우 주로 이용합니다.
싱글톤  (Singleton)	- 하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없습니다.  - 클래스 내에서 인스턴스가 하나뿐임을 보장하며, 불필요한 메모리 낭비를 최소화 할 수 있습니다.

 

구조 패턴(Structural Pattern)

 

•  구조 패턴은 구조가 복잡한 시스템을 개발하기 쉽도록 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만드는 패턴입니다.
  
  
• 구조 패턴은 총 7가지 패턴으로 분류되어 있습니다.
  
  

패턴명	설명
어댑터  (Adapter)	- 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해주는 패턴입니다.  - 기존의 클래스를 이용하고 싶지만 인터페이스가 일치하지 않을 때 이용합니다.
브리지  (Bridge)	- 구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴입니다.  - 기능과 구현을 두 개의 별도 클래스로 구현합니다.
컴포지트  (Composite)	- 여러 객체를 가진 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴입니다.  - 객체들을 트리 구조로 구성하여 디렉터리 안에 디렉터리가 있듯이 복합 객체 안에 복합 객체가 포함되는 구조를 구현할 수 있습니다.
데코레이터  (Decorator)	- 객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴입니다.  - 임의의 객체에 부가적인 기능을 추가하기 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식으로 구현합니다.
퍼싸드  (Facade)	- 복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴입니다.  - 서브 클래스들 사이의 통합 인터페이스를 제공하는 Wrapper 객체가 필요합니다.
플라이웨이트  (Flyweight)	- 인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고 가능한 한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴입니다.  - 다수의 유사 객체를 생성하거나 조작할 때 유용하게 사용할 수 있습니다.
프록시  (Proxy)	- 접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴으로, 대리자라고도 불립니다.  - 내부에서는 객체 간의 복잡한 관계를 단순하게 정리하고 외부에서는 객체의 세부적인 내용을 숨깁니다.

 

행위 패턴(Behavioral Pattern)

 

• 행위 패턴은 클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴입니다.
• 행위 패턴은 총 11가지 패턴으로 분류되어 있습니다.
  
  

패턴명	설명
책임 연쇄  (Chain of Responsibility)	- 요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴입니다.  - 요청을 처리할 수 있는 각 객체들이 고리(Chain)로 묶여 있어 요청이 해결될 때까지 고리를 따라 책임이 넘어갑니다.
커맨드  (Command)	- 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴입니다.  - 요청에 사용되는 각종 명령어들을 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화합니다.
인터프리터  (Interpreter)	- 언어에 문법 표현을 정의하는 패턴입니다.  - SQL이나 통신 프로토콜과 같은 것을 개발할 때 사용합니다.
반복자  (Iterator)	- 자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴입니다.  - 내부 표현 방법의 노출 없이 순차적인 접근이 가능합니다.
중재자  (Mediator)	- 수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용(Interface)을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴입니다.  - 객체 사이의 의존성을 줄여 결합도를 감소시킬 수 있습니다.
메멘토  (Memento)	- 특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴입니다.  - Ctrl + Z와 같은 되돌리기 기능을 개발할 때 주로 이용합니다.
옵서버  (Observer)	- 한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속외어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴입니다.  - 일대다의 의존성을 정의합니다.  - 주로 분산된 시스템 간에 이벤트를 생성/발행(Publish)하고, 이를 수신(Subscribe)해야 할 때 이용합니다.
상태  (State)	- 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴입니다.  - 객체 상태를 캡슐화하고 이를 참조하는 방식으로 처리합니다.
전략  (Strategy)	- 동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캠슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴입니다.  - 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용할 수 있으며, 클라이언트에 영향 없이 알고리즘의 변경이 가능합니다.
템플릿 메소드  (Template Method)	- 상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴입니다.  - 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용할 수 있으며, 클라이언트에 영향 없이 알고리즘의 변경이 가능합니다.
방문자  (Visitor)	- 각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴입니다.    - 분리된 처리 기능은 각 클래스를 방문(Visit)하여 수행합니다.