[IT지식] 디자인 패턴[Design pattern]이란?

📌 디자인 패턴(Design pattern)이란?

 

- 프로그램 개발에서 빈번하게 나타나는 과제를 해결하기 위한 방법 중 하나다.

 

- 소프트웨어 개발 과정에서 같은 실수를 반복하지 않기 위해 자신들의 시행착오를 바탕으로 

  특정 상황에서 발생하는 문제 패턴을 발견하고 해결방안을 기록한 것을 뜻한다.

 

- 재이용하기 좋은 형태로 특정의 규약을 묶어서 정리하여 특정한 상황에서 구조적인 문제를 해결하는 방식이다.

 

- 즉, 소프트웨어 설계시 또는 프로그램 개발과정에서 특정한 부분에서 빈번하게 발생하는 문제를 정리하여 상황에 따라 해결할 수 있는 해결책(패턴)을 뜻한다. 

 

- 라이브러리나 프레임워크가 도와주지 못하는 부분을 도와주는 것이 바로 디자인 패턴이다. 

- 디자인 패턴을 완전히 익혀 두면 어떤 코드가 스파게티 코드인지 금방 깨달을 수 있고,

  그 코드를 수정할 때 패턴을 적용해서 코드를 개선할 수 있다.

 

 

📌 디자인 패턴(Design pattern)의 구조 

 

디자인 패턴은 3가지 구조로 이루어져 있다.

 

1. 콘텍스트(Context)

    문제가 발생하는 여러 상황으로 즉, 패턴이 적용될 상황을 뜻한다.

     패턴은 상황에 맞게 써야 하고, 항상 유효하지 않는다.

 

2. 문제(Problem)

    패턴이 적용되어서 해결되어야 할 필요가 있는 디자인 이슈들을 말한다.

    이는 여러 제약사항과 영향력도 문제 해결을 위해 고려해야 한다.

 

3. 해결(Solution)

   문제를 해결하도록 설계를 구성하는 요소들과 그 요소들 사이의 관계, 책임, 협력을 말한다.

   Solution은 구체적인 구현 방법 및 다양한 상황에 적용할 수 있는 일종의 템플릿을 뜻한다.

 

 

📌Gof 디자인 패턴(Design pattern)

 

- 1995년 GoF(Gang of Four)라고 불리는 4명의 유명한 개발자들인

   Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vissides가 처음으로 디자인 패턴을 구체화하였다.

 

- GoF의 디자인 패턴은 소프트웨어 공학에서 가장 많이 사용되는 디자인 패턴이다.

 

- 목적에 따라 Gof 디자인 패턴은  생성, 구조, 행위 3가지로 분류하였다.

 

1. 생성 패턴 (Creational Pattern)

    - 객체 생성과 관련된 패턴으로 객체의 생성 및 조합을 캡슐화해 객체가 생성되거나 변경되어도

      프로그램에 영향을 미치지 않게 하는 유연성을 높여주는 패턴

 

2. 구조 패턴 (Structural Pattern)

    - 더 큰 구조를 형성하기 위해 클래스, 객체들을 어떻게 구성하고 합성할지 정하는데 활용할수 있는 패턴

    - 복잡한 구조 개발과 유지보수를 쉽게 만들어 준다.

 

3. 행동 패턴 (Behavioral Pattern)

    - 반복적으로 사용되는 객체들의 상호작용을 패턴화한 것

    - 객체나 클래스 사이에서 상호작용하는 방법과 책임을 분산하는 방법을 정의하는 패턴

    - 객체나 클래스의 유형을 정의하는 것이 아니라 클래스 사이의 책임과 협력에 대한 유형을 제시한다.

 

 

📌Gof 디자인 패턴(Design pattern) 종류 

 

생성 패턴	구조 패턴	행위 패턴
추상 팩토리 빌더 팩토리 메서드 프로토타입 싱글톤	어댑터 브리지 컴퍼지트 데커레이터 퍼사드 플라이웨이트 프록시	책임 연쇄 커맨드 인터프리터 이터레이터 미디에이터 메멘토 옵저버 스테이트 스트레티지 템플릿 메서드 비지터

 

생성 패턴(Creational Patterns)

 

1. 싱글톤 패턴(Singleton)

   클래스의 인스턴스가 하나임을 보장하고 접근할 수 있는 전역적인 접근점을 제공하는 패턴으로,

   디자인 패턴의 가장 많이 알려진 패턴이다.

 

2. 추상팩토리 패턴(Abstract Factory)

   구체적인 클래스를 지정하지 않고 관련성이 있거나,

   독립적인 객체들을 생성하기 위한 인터페이스를 제공하는 패턴이다.

 

3. 빌더 패턴(Builder)

   복학 객체의 생성과정과 표현과정을 분리시켜 동일한 생성과정에서 다양한 표현을 생성할 수 있는 패턴이다.

 

4. 팩토리 메서드 패턴(Factory Method)

   객체를 생성하는 인터페이스를 정의하지만, 인스턴스를 만드는 클래스는 서브클래스에서 결정하도록 하는 패턴이다. 

  팩토리 메서드에서는 인스턴스를 만드는 것을 서브 클래스에서 한다.

 

5. 원형 패턴(Prototype)

   생성할 객체의 종류를 명시하는 데 원형이 되는 예시물을 이용하고,

   새로운 객체를 이 원형들을 복사함으로써 생성하는 패턴이다.

 

 

구조 패턴(Structural Patterns)

 

1. 적응자 패턴(Adapter or Wrapper)

   클래스의 인터페이스를 사용자가 기대하는 다른 인터페이스로 변환하는 패턴으로,

   호환성이 없는 인터페이스 때문에 함께 동작할 수 없는 클래스들이 함께 작동하도록 해주는 패턴이다.

 

2. 브리지 패턴(Bridge)

   구현부에 추상층을 분리하여 각자 독립적으로 변형할 수 있도록 하는 패턴이다.

 

3. 데코레이터 패턴(Decorator)

   주어진 상황 및 용도에 따라 어떤 객체에 책임을 덧붙이는 패턴으로,

   기능확장이 필요할 때 서브클래스 대신 쓸 수 있는 대안이 될 수 있다.

 

4. 퍼사드 패턴(Facade)

   서브시스템에 있는 인터페이스 집합에 통합된 하나의 인터페이스를 제공한다.

   서브시스템을 좀 더 쉽게 사용하기 위해 고수준의 인터페이스를 정의한다.

 

5. 프록시 패턴(Proxy)

  어떤 다른 객체로 접근하는 것을 통제하기 위해 그 객체의 매니저 또는 자리 채움자를 제공하는 패턴이다.

 

 

행위 패턴(Behavioral Patterns)

 

1. 옵저버 패턴(Observer)

  객체들 사이에 1 : N 의 의존관계를 정의하여 어떤 객체의 상태가 변할 때,

  의존관계에 있는 모든 객체들이 통지받고 자동으로 갱신될 수 있게 만드는 패턴이다.

 

2. 상태 패턴(State)

   객체의 내부 상태가 변경될 때 행동을 변경하도록 허락한다.

   객체는 자신의 클래스가 변경되는 것처럼 보인다.

 

3. 스트레이트지 패턴(Strategy)

   동일 계열의 알고리즘들을 정의하고, 각각 캡슐화하며 이들을 상호교환 가능하도록 만드는 것이다.

   알고리즘을 사용하는 사용자로부터 독립적으로 알고리즘이 변경될 수 있도록 하는 패턴이다.

 

4. 템플릿 패턴(Template)

  객체의 연산에서 알고리즘의 뼈대만 정의하고, 나머지는 서브클래스에서 이루어지게 하는 패턴이다.

  템플릿패턴은 알고리즘의 구조는 변경하지 않고 알고리즘의 각 단계를 서브클래스에서 재정의하게 된다.

 

5. 비지터 패턴(Visitor)

  객체구조를 이루는 원소에 대해 수행할 연산을 표현한다.

  방문자는 연산에 적용할 원소의 클래스를 변경하지 않고 새로운 연산을 재정의 할 수 있다.

 

6. 역할 사슬 패턴(Chain of Responsibility)

  요청을 처리하는 기회를 하나 이상의 객체에 부여하여 요청을 보내는 쪽과 받는 쪽의 결합을 피하는 패턴이다.

  요청을 받는 객체를 연쇄적으로 묶고 객체를 처리할 수 있을 때까지 요청을 전달한다.

 

7. 커맨드 패턴(Command)

 요청을 객체로 캡슐화하여 서로 다른 사용자의 매개변수화, 요청 저장 또는 로깅, 연산의 취소를 지원하게 만드는 패턴이다.

 

8. 인터프리터 패턴(Interpreter)

주어진 언어에 대해서 문법을 위한 표현수단을 정의하고, 해당 언어로 된 문장을 해석하는 해석기를 사용하는 패턴이다.

 

9. 이터레이터 패턴(Iterator)

 내부 표현부를 노출하지 않고 어떤 객체 집합의 원소들을 순차적으로 접근할 수 있는 방법을 제공하는 패턴이다.

 

10. 미디에이터 패턴(Mediator)

  한 집합에 속해있는 객체들의 상호 작용을 캡슐화하는 객체를 정의하는 패턴이다.

  중재자는 객체들이 직접 서로 참조하지 않도록함으로써 객체들간의 느슨한 연결을 촉진시키며

  객체들의 상호작용을 독립적으로 다양화 시킬 수 있도록 해준다.

 

 

 

 

📌출처 

출처: https://gaebaldiary.tistory.com/29 [개발자가 되고싶은 개발일기:티스토리]

https://coding-factory.tistory.com/708

https://rhea31.gitbook.io/blog/development/more/undefined/whatisit