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이번시간엔 데코레이터 패턴에 대해서 알아보도록 하겠다!

데코레이터(Decorator) 패턴

데코레이터 패턴은 객체에 동적으로 새로운 기능 또는 책임을 추가할 수 있게 하는 패턴이다. 정적으로 서브클래스를 생성하지 않고 동적으로 생성하기때문에 런타임에 유연하게 동작 가능하다.

데코레이터 패턴은 전체 클래스에 새로운 기능을 추가할 필요가 없지만 개별적으로 객체에 새로운 책임 또는 기능을 추가해야할 때 사용한다. 이 데코레이터 패턴은 자신이 장식하는 인터페이스를 자기 자신도 동일하게 제공하기때문에 클라이언트에게 감춰진 형태로 사용 가능하다.

보통 상속으로 서브클래스를 계속 만드는 방법이 실질적이지 못할 때 사용하고 동적으로 투명하게 다른 객체에 영향을 주지 않고 각각의 객체에 새로운 책임 또는 기능을 추가할 수 있다. 이런 데코레이터 패턴을 적용하면 책임 또는 기능을 무한정 추가가 가능하다.

400px-Decorator_UML_class_diagram svg

Component : 동적으로 추가할 서비스를 가질 가능성이 있는 객체들에 대한 인터페이스이다.
ConcreteComponent : 추가적인 서비스가 실제로 정의되어야 할 필요가 있는 객체이다.
Decorator: Component 객체에 대한 참조자를 관리하면서 Component에 정의된 인터페이스를 만족하도록 인터페이스를 정의한다.
ConcreateDecorator: Component 에 새롭게 추가할 서비스를 실제로 구현하는 클래스다.

아래에서 햄버거집예제를 통해 데코레이터 패턴을 이해해보자.

햄버거집 예제

보통 햄버거집에서는 마요네즈를 추가하거나 패티추가, 치즈추가 등등 햄버거에 대한 여러가지 추가옵션이 존재한다. 하지만 이런 경우 정적으로 서브클래스로 확장하기엔 비용이 너무 크다. 이럴때 데코레이터 패턴을 사용하면 된다.

인터페이스 작성하기

Burger.java

package me.sup2is;

public interface Burger {

    int price();
    void description();
}

Burger 인터페이스는 price()와 description() 이라는 메서드를 갖고 있고 각각 자기 자신의 가격과 설명에 대한 print를 찍는 함수로 구현할 것이다.

Burger를 구현하는 CheeseBurger를 생성해보자.

CheeseBurger.java

package me.sup2is;

public class CheeseBurger implements Burger {

    @Override
    public int price() {
        return 3000;
    }

    @Override
    public void description() {
        System.out.println("Cheese 버거");
    }
}

CheeseBurger는 Burger를 구현하고 가격은 3000원, 설명에는 ‘Cheese 버거’라는 문자열을 찍도록 구현했다.

이제 데코레이터를 적용해보자.

데코레이터 적용하기

BurgerDecorator.java

package me.sup2is;

public abstract class BurgerDecorator implements Burger {

    protected Burger burger;

    public BurgerDecorator(Burger burger) {
        this.burger = burger;
    }

}

BurgerDecorator 클래스는 위에서 언급한대로 Burger 인터페이스를 구현함과 동시에 Burger 타입의 인스턴스 변수를 갖고 있다. 이 Burger타입의 인스턴스 변수는 생성자 시점에서 초기화되도록 구성했다. 이제 BurgerDecorator 클래스를 상속하는 데코레이터들은 Burger타입의 인스턴스의 초기화 + Burger 인터페이스 메서드를 구현해야한다. 실제로 ExtraCheese와 ExtraMayonnaise 클래스를 작성해보자.

ExtraMayonnaise.java

package me.sup2is;

public class ExtraMayonnaise extends BurgerDecorator {

    public ExtraMayonnaise(Burger burger) {
        super(burger);
    }

    @Override
    public void description() {
        burger.description();
        System.out.println("+ 마요네즈 추가");
    }

    @Override
    public int price() {
        return burger.price() + 200;
    }

}

BurgerDecorator를 상속받은 ExtraMayonnaise는 생성자로 받은 Burger 타입 인스턴스 메서드 실행을 가로채서 ‘+ 마요네즈 추가’ 라는 문자열, 기존 가격에 +200원을 더한 가격을 리턴하도록 구성했다.

ExtraCheese.java

package me.sup2is;

public class ExtraCheese extends BurgerDecorator {

    public ExtraCheese(Burger burger) {
        super(burger);
    }

    @Override
    public void description() {
        burger.description();
        System.out.println("+ 치즈 추가");
    }

    @Override
    public int price() {
        return burger.price() + 300;
    }

}

ExtraCheese 클래스도 비슷하게 작성했다.

이제 실제 햄버거를 판매해보자

햄버거 판매하기

Main.java

package me.sup2is;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Burger burger = new CheeseBurger();

        burger.description();
        System.out.println(burger.price() + "원");
        System.out.println("=============================================");

        Burger extraMayo = new ExtraMayonnaise(new CheeseBurger());

        extraMayo.description();
        System.out.println(extraMayo.price() + "원");
        System.out.println("=============================================");

        Burger doubleExtraCheese = new ExtraCheese(new ExtraCheese(extraMayo));

        doubleExtraCheese.description();
        System.out.println(doubleExtraCheese.price() + "원");
        System.out.println("=============================================");

    }

}

기존 오리지날 치즈버거에서 마요네즈를 추가하고, 치즈를 두장 추가하면 아래와 같은 결과가 나온다.

Cheese 버거
3000원
=============================================
Cheese 버거
+ 마요네즈 추가
3200원
=============================================
Cheese 버거
+ 마요네즈 추가
+ 치즈 추가
+ 치즈 추가
3800원
=============================================

데코레이터 패턴을 사용해서 기존 인스턴스에 책임을 추가하는 것이기 때문에 이런식으로 별도의 서브클래스 없이 동적으로 유연하게 동작하는 코드를 작성할 수 있다.

20200626_105854

위 사진은 맨 마지막 3개가 중첩된 burger 인스턴스들이다.

마무리

데코레이터 패턴을 사용하면 단순한 상속보다 설계의 융통성을 더 많이 증대시킬 수 있고 동적으로 기능을 추가할 수 있기 때문에 중첩된 클래스들 중 최상단에 많은 기능이 누적되는 상황을 피할 수 있다. 하지만 너무 많은 데코레이터들이 존재한다면 이들을 모두 이해하는게 쉽지 않고 수정하는 과정이 복잡해질 수 있다.

포스팅은 여기까지 하겠습니다. 퍼가실때는 출처를 반드시 남겨주세요!

예제: https://github.com/sup2is/study/tree/master/design-pattern/decorator-pattern

References

GoF의 디자인 패턴 - 에릭 감마, 리처드 헬름, 랄프 존슨, 존 블리시디스
https://johngrib.github.io/wiki/decorator-pattern/
https://www.tutorialspoint.com/design_pattern/decorator_pattern.htm

데코레이터(Decorator) 패턴 Feat.Java