디자인 패턴 소개

Coddy C++ 여정의 객체 지향 프로그래밍 섹션에 포함된 레슨. 104개 중 90번째.

디자인 패턴은 소프트웨어 설계에서 발생하는 일반적인 문제를 해결하기 위해 검증된 재사용 가능한 솔루션입니다. 그대로 복사해서 사용하는 코드는 아닙니다. 특정 문제를 우아하게 해결할 수 있도록 클래스와 객체를 구성하는 방법을 설명하는 템플릿 또는 설계도입니다.

이 개념은 1994년에 23가지 기본 패턴을 정리한 책을 출간한 “Gang of Four”(GoF)에 의해 널리 알려졌습니다. 이러한 패턴은 일반적으로 세 가지 범주로 나뉩니다:

범주	목적	예시
생성	객체 생성 메커니즘	싱글턴, 팩토리, 빌더
구조	클래스와 객체의 구성	어댑터, 데코레이터, 컴포지트
행동	객체 간 상호작용 및 책임	옵서버, 전략, 커맨드

왜 디자인 패턴을 배워야 할까요? 디자인 패턴은 개발자들 사이에서 공통된 어휘를 제공합니다. “여기서는 Factory를 사용하세요”라고 말하면 복잡한 아이디어를 즉시 전달할 수 있습니다. 또한 해결책을 처음부터 다시 만들지 않도록 도와주며, 코드를 더욱 유연하고 유지 관리하기 쉽게 만들어 줍니다.

C++에서 디자인 패턴은 이미 배운 OOP 기능인 상속, 다형성, 추상 클래스, 템플릿을 활용합니다. 다음 몇 개의 강의에서는 몇 가지 필수 패턴을 구현하고 각 패턴이 어떤 상황에 적합한 도구인지 알아봅니다.

챌린지

쉬움

세 가지 디자인 패턴 범주에 대한 이해를 보여 주는 간단한 패턴 분류기를 만들어 봅시다. 패턴 이름을 입력받아 Creational, Structural, Behavioral 중 어느 범주에 속하는지 식별하고, 해당 범주의 목적을 간단히 설명하는 시스템을 만들 것입니다.

코드는 세 개의 파일로 구성합니다.

PatternCategory.h: 디자인 패턴 범주를 나타내는 PatternCategory라는 추상 기본 클래스를 정의합니다. 다음을 포함해야 합니다.
- 범주 이름을 문자열로 반환하는 순수 가상 메서드 getName()
- 해당 범주의 패턴이 수행하는 작업을 설명하는 문자열을 반환하는 순수 가상 메서드 getPurpose()
- 가상 소멸자
그런 다음 PatternCategory를 상속하는 파생 클래스 세 개를 만듭니다.
- CreationalCategory: 이름 "Creational"과 목적 "Object creation mechanisms"을 반환합니다.
- StructuralCategory: 이름 "Structural"과 목적 "Class and object composition"을 반환합니다.
- BehavioralCategory: 이름 "Behavioral"과 목적 "Object interaction and responsibility"를 반환합니다.
PatternClassifier.h: 주어진 패턴이 어느 범주에 속하는지 식별할 수 있는 PatternClassifier 클래스를 만듭니다.
분류기에는 패턴 이름(문자열)을 받아 적절한 PatternCategory의 포인터를 반환하는 classify 메서드가 있어야 합니다. 메모리 관리를 위해 스마트 포인터(std::unique_ptr)를 사용합니다.

분류기는 다음 패턴을 인식해야 합니다.
- Creational: Singleton, Factory, Builder
- Structural: Adapter, Decorator, Composite
- Behavioral: Observer, Strategy, Command
패턴 이름을 인식하지 못하면 nullptr를 반환합니다.
main.cpp: 디자인 패턴 이름 하나를 입력받습니다.
PatternClassifier를 만들고 이를 사용해 입력된 패턴을 분류합니다. 패턴이 인식되면 다음을 출력합니다.
```
[PatternName] is a [CategoryName] pattern
Purpose: [CategoryPurpose]
```
패턴을 인식하지 못하면 다음을 출력합니다.
```
Unknown pattern: [PatternName]
```

예를 들어, 입력이 Singleton인 경우:

Singleton is a Creational pattern
Purpose: Object creation mechanisms

입력이 Observer인 경우:

Observer is a Behavioral pattern
Purpose: Object interaction and responsibility

입력이 Proxy인 경우:

Unknown pattern: Proxy

이 과제는 이미 익힌 개념인 상속, 다형성, 스마트 포인터를 연습하면서 디자인 패턴의 세 가지 범주를 다시 확인하게 해 줍니다. 여러 파일로 구성된 구조는 실제 프로젝트에서 서로 관련된 클래스를 구성하는 방식을 반영합니다.

직접 해보기

#include <iostream>
#include <string>
#include "PatternClassifier.h"

int main() {
    // 패턴 이름을 읽습니다
    std::string patternName;
    std::cin >> patternName;
    
    // TODO: PatternClassifier 인스턴스를 생성합니다
    
    // TODO: 분류기를 사용해 입력된 패턴을 분류합니다
    
    // TODO: 패턴이 인식되면 출력합니다:
    // "[PatternName] is a [CategoryName] pattern"
    // "Purpose: [CategoryPurpose]"
    
    // TODO: 패턴이 인식되지 않으면 (nullptr) 출력합니다:
    // "Unknown pattern: [PatternName]"
    
    return 0;
}