데코레이터 패턴

개요

본 글은 head first design patterns 책을 읽고 정리한 글입니다.

데코레이터 패턴은 객체의 행동을 동적으로 확장할 수 있게 해주는 디자인 패턴입니다. 이를 통해 상속을 통한 확장의 문제점을 해결할 수 있습니다.

head first design은 이에 대한 예시로 커피의 구현 기획이 변화하는 과정을 제시해서 설명합니다. 커피숍에서 판매하는 커피의 종류와 첨가물을 추가하는 것이 요구될 수 있습니다. 이런 다양한 요구사항을 상속을 통해 구현하는 것은 모든 서브 클래스를 만들어야 하는 등의 이유 때문에 불편하고, 비효율적입니다. 이런 불편을 해소하기 위한 방법 중 하나가 데코레이터 패턴입니다.

요약

데코레이터 패턴은 객체의 행동을 동적으로 확장할 수 있게 해주는 디자인 패턴입니다.
음료에 들어가는 첨가물들을 데코레이터로 구현합니다.
서브 클래스를 만드는 대신, 데코레이터를 사용하면 런타임에 행동을 확장할 수 있습니다.

문제상황

커피 샵 시스템을 만들고 있다고 가정해겠습니다. 기존에 커피 숍의 주문 시스템에서 사용하던 음료 클래스는 다음과 같습니다.

public abstract class Beverage {
    String description = "제목 없음";

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    public abstract double cost();
}

public class Espresso extends Beverage {
    public Espresso() {
        description = "에스프레소";
    }

    public double cost() {
        return 1.99;
    }
}

public class HouseBlend extends Beverage {
    public HouseBlend() {
        description = "하우스 블렌드 커피";
    }

    public double cost() {
        return .89;
    }
}

...

이런 구현 방식은 새로운 첨가물을 추가하는 것이 어렵다는 문제가 있습니다. 첨가물이란 모카나 우유와 같이 음료에 추가해서 맛을 바꾸는 것들을 말합니다. 예를 들어 모카라는 첨가물을 제공하려면 어떻게 해야할까요? 우리는 다음과 같은 class를 추가해야할 것입니다.

public class EspressoWithMocha extends Beverage {
    ...
}

만약 음료의 종류가 10가지였다면 모카를 첨가하게 될 음료에 대해 최대 10가지의 서브 클래스를 만들어야 합니다. 이는 매우 비효율적입니다.

그런데 여기에 더해 모카가 아닌 새로운 첨가물이 추가된다면 어떻게 해야할까요? 심지어 모카와 함께 들어갈 수 있는 우유와 같은 첨가물이라면요? 이런 경우에는 조합의 수가 무수히 많아질 수 있습니다.

public class EspressoWithMilk extends Beverage {
    ...
}

public class EspressoWithMochaAndMilk extends Beverage {
    ...
}

public class HouseBlendWithMochaAndMilk extends Beverage {
    ...
}

...

이런 식으로 서브 클래스를 만드는 것은 매우 비효율적입니다. 이를 해결하기 위해 등장한 것이 바로 데코레이터 패턴입니다.

데코레이터 패턴을 통한 해결

데코레이터 패턴은 커피에 다양한 첨가물을 추가할 수 있는 상황처럼, 객체에 다양한 추가 요소를 동적으로 추가할 필요가 있을 때 사용할 수 있는 패턴입니다.

데코레이터 패턴은 일종의 투명한 래퍼를 만드는 것과 같습니다. 이 래퍼는 자신이 감싸고 있는 객체와 같은 인터페이스를 구현합니다.

데코레이터 패턴을 통해 위의 커피 숍 문제를 다음과 같이 해결할 수 있습니다.

public abstract class Beverage {
    String description = "제목 없음";

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    public abstract double cost();
}

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

위의 데코레이터 패턴이 존재하는 상태에서 다음과 같은 서브 클래스들이 구현돼있다 가정해보겠습니다.

Beverage
- Espresso
- HouseBlend
- DarkRoast
CondimentDecorator
- Mocha
- Soy
- Whip
- Milk

이제 우리는 Espresso에 Mocha와 Milk를 추가하는 것을 다음과 같이 구현할 수 있습니다.

Beverage beverage = new Espresso();
beverage = new Mocha(beverage);
beverage = new Milk(beverage);

System.out.println(beverage.getDescription() + " $" + beverage.cost());

위의 방식은 기존에 서브 클래스를 만드는 방식과는 다르게 수많은 조합을 일일이 구현할 필요가 없습니다. 또한, 런타임에 행동을 확장할 수 있게 되었습니다.

OCP(Open-Closed Principle)

이처럼 우리는 데코레이터 패턴을 통해 음료에 다양한 첨가물을 추가하더라도 새로운 행동을 추가하는 서브 클래스를 만들 필요가 없어졌습니다. 또한, 다양한 객체들을 조합할 수 있게 되었습니다.

이런 식으로 객체의 행동을 확장할 수 있으면서, 변화에는 닫혀있는 특징을 우리는 OCP(Open-Closed Principle)라고 합니다.

결론

데코레이터 패턴은 객체의 행동을 동적으로 확장할 수 있게 해주는 디자인 패턴입니다. 기존처럼 상속을 통해 확장을 하려할 경우에는 변화하는 부분에 대한 캡슐화가 어렵고, 불필요한 서브 클래스의 생성이 발생할 수 있습니다.

데코레이터 패턴은 기존의 객체를 장식(decorate)하는 방식으로 객체의 행동을 확장합니다. 이를 통해 객체의 행동을 동적으로 확장할 수 있으면서, OCP를 준수할 수 있게 됩니다.

대신 데코레이터 패턴을 사용하기 위해 다양한 객체를 조합하는 것은 관리하기 어려울 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 팩토리 패턴과 같은 디자인 패턴을 함께 사용할 수 있습니다.

2024-02-14

데코레이터 패턴

싸구려 커피를 마시기 전에 우유를 넣으세요

목차

개요

요약

문제상황

데코레이터 패턴을 통한 해결

OCP(Open-Closed Principle)

결론