디자인패턴 (3) - 데코레이터패턴

 

1. 데코레이터 패턴이란?

 

- 데코레이터 패턴은 대상 객체에 대한 기능 확장이나 변경이 필요할 때

- 상속이나 구현이 아닌, 객체의 결합을 통해 서브 클래싱을 대신 쓸 수 있는 구조 패턴이다.

- 데코레이터 패턴을 이용하면 필요한 추가 기능의 조합을 런타임에서 동적으로 생성할 수 있다.

 

출처: https://inpa.tistory.com/entry/GOF-%F0%9F%92%A0-%EB%8D%B0%EC%BD%94%EB%A0%88%EC%9D%B4%ED%84%B0Decorator-%ED%8C%A8%ED%84%B4-%EC%A0%9C%EB%8C%80%EB%A1%9C-%EB%B0%B0%EC%9B%8C%EB%B3%B4%EC%9E%90

- Component : 원본 객체와 장식된 객체 모두 묶는 역할 ( 모두를 하나의 타입으로 묶음 [공통 책임 수행])

- ConcreteComponent: 원본 객체 (추후에 데코레이팅 될 객체임) 

- Decorator: 추상화된 장식자 클래스 -> 원본 객체를 구성(의존)한 필드와 인터페이스의 구현 메서드 가짐 

- ConcreteDecorator : 구체 장식자 클래스 

 

* 변화할 수 있는 행동을 인터페이스화 -> 이를 구현한 원본과 원본을 구성하는 데코레이터 추상클래스로 분리

   -> 데코레이터 추상클래스 상속하는 데코레이터 클래스로 분리 

interface Component{
	void operation(); // 공통 책임
}

class ConcreteComponent implements Component{
	public void operation(){
    	//원본의 행위 
    }
}

///공통 책임과 원본 생성

abstract class Decorator implements Component{ 
   //구체 장식 책임 중 origin의 operation 호출까지만
   // 장식 클래스는 변화 가능, 구체 클래스에 느슨한 의존관계를 위해..	
    Component origin;
    
    Decorator(Component origin){
    	this.origin = origin;
    }
	public void operation(){
    	origin.operation; 
    }
    
    public void extraop();

}

class ComponentDecorator1 extends Decorator{
	ComponentDecorator1(Component co){
    	super(co); //부모생성자 호출로 origin초기화
    }
    
    public void operation() {
    	super.operation();
        extraop();
    }
    
    public void extraop(){
    	//장식할 행위
    }
}

 

* 결국 Component 타입 변수에 담아서 사용한다는 점! -> operation()호출 가능해야함 

* 인터페이스 구현 클래스 상속받으면 간접 구현에 해당! 

 

 

1.2 패턴 주요 사용 시기 

 

 - 상황에 따라 동적으로 다양한 기능이 빈번하게 추가/삭제 되는 경우 

   (책임 자체의 변화보단, 추가 책임 느낌으로)

 - 객체를 사용하는 코드 손상시키지 않고, 런타임에 객체에 추가 동작 할당 

 

1.3 패턴 장점 

 

 - 서브 클래스 만들때보다 훨씬 더 유연하게 기능 확장 가능

 - 객체를 여러 데코레이터로 래핑하여 여러 동작 결합 가능 (연속 래핑)

 - 각 장식자는 고유의 책임 수행 SRP 준수

 - 클라이언트 코드 수정없이 기능 확장이 필요하면, 장식자 추가 OCP준수

 - 구현체가 아닌 인터페이스 바로봄으로써 DIP 준수 

 

1.4 패턴 단점

 

 - 장식자 일부만 제거하기 어려움

 - 데코레이터 조합 코드가 보기에 구리다.

 - 어느 장식자를 먼저 데코레이팅 하느냐에 따라 데코레이터 스택 순서가 결정됨 

    ->순서에 의존하지 않는 방식으로 데코레이터 구현하기 어려움  

 

 

 

*OCP -> 모든 부분에서 준수할 수는 없음 -> 바뀔 가능성이 높은 부분을 중점적으로 OCP적용 

 

 

2. 커피 프렌차이즈 예제 

 

public class Beverage{

	public int cost(){
    
    }
}

public calss Espresso extends Beverage{
	public int cost(){
    	//가격
    }
}

public calss Decaf extends Beverage{
	public int cost(){
    	//가격
    }
}

public calss DarkRoast extends Beverage{
	public int cost(){
    	//가격
    }
}

 

- 커피마다 다른 가격을 계산하는 cost()메서드가 있다. 

- 이를 계산하기 위해 새로운 종류의 커피가 등장할 때마다 새로운 클래스를 작성하고,

   Beverage를 상속받았다.

- 이러한 설계의 문제점은 새로운 종류의 토핑을 얹은 음료가 등장할 때마다 클래스를 추가하고, 

   cost()를 다시 계산해야한다.

 

-> 이를 조금 계선해보자

 

public class Beverage{

 private String desciption;
 private boolean mlik;
 private boolean soy;
 private boolean mocha;
 private boolean whip;
 
 public String getDescription(){
 	//..
 }
 public int cost(){
 	//각 재료가 첨가되었는지를 검사해서 가격 계산
 	if has...
 }
 
 private boolean hasMilk(){
 
 }
 public void setMilk(){
 
 }
 
 private boolean haSoy(){
 
 }
 public void setSoy(){
 
 }
 
 
 


}

-> 위와 같이 처리하면, 꼭 서브클래스 만들지 않더라고, Description을 파싱하거나 get을 따로 호출하거나 

    무튼 하나의 클래스로 첨가물이 포함되어 있는지를 계산해서 가격을 계산할 수도 있다.

-> 혹은 슈퍼클래스에서는 첨가물이 포함되어 있을 때 가격을 계속 더하도록 구성하고,

    서브 클래스는 첨가물 가격 set과 has를 조작하여 최종가격을 얻어내는 식으로 구성할 수도 있다.

 

-> 이 방법은 첨가물이 늘어날 수록 기본 클래스에 너무 많은 필드와 인스턴스가 추가될 것이다.

-> 혹은 첨가물이 필요없는 서브클래스까지 첨가물관련 메서드를 포함하게 된다.

 

*상속은 코드 중복을 줄이는 좋은 방법이긴하지만, 최선의 방법은 아님

  -> 구성(의존)위임을 통해 상속과 비슷한 효과를 낼 수도 있다 (+ 느슨한 의존관계)

 

 

2.1 데코레이터 패턴 적용하기

 

- 기본 음료에 토핑을 장식하는 패턴을 사용해보자 

- DarkRoast객체 -> Mocha장식->Whip장식->cost()호출 

*이때 첨가물 가격 계산하는 일은 해당 객체에 (토핑객체) 위임 

* 데코레이터는 자신이 장식하는 객체에 행동 위임+ 추가 행동 수행 

 

- 기본구성여소와 이를 상속한 원본 콘크리트 클래스 

public abstract class Beverage{
	protected String description;
    public Beverage(){
    	this.description = "기본음료";
    }
    public void getDescription(){
    	return this.description;
    }
    public abstract int cost();
}

public HouseBlend() extends Beverage{
	public HouseBlend(){
    	this.description ="하우스 블랜드 커피";
    }
    public int cost(){
    	//기본가격
    }
}
public DarkRoast() extends Beverage{
	public DarkRoast(){
    	this.description ="에스프레소";
    }
	public int cost(){
    	//기본가격
    }
}

 

- 기존 beverage를 구성하고, 추가 기능이 있는 추상클래스 정의와 이를 구현한 콘크리트 클래스들 

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

}

public class Mocha extends CondimentDecorator{

	public Mocha(Beverage br){
    	this.beverage = beverage;
    }
    public String getDescription(){
    	return beverage.getDescription() +",모카";
    }
    public double cost(){
    	return beverage.cost()+20;
    }    
   
}

public class Soy extends CondimentDecorator{

	public Soy(Beverage br){
    	this.beverage = beverage;
    }
    public String getDescription(){
    	return beverage.getDescription() +",두유";
    }
    public double cost(){
    	return beverage.cost()+10;
    }    
   
}

*데코레이터 추상클래스가 Beverage를 상속받은 이유는 행동을 상속x, 형식맞추기o

 

 

- 커피숍 테스트 

 

public class SratCoffee {

	public static void main(String[] args) {
		Beverage bver = new Espresso();
		System.out.println(bver.getDescription()+"$"+bver.cost());
	
		Beverage br2 = new HouseBlend();
		br2 = new Mocha(br2);
		br2 = new Mocha(br2); // 모카 다시 추가
		System.out.println(br2.getDescription()+br2.cost());
		br2 = new Soy(br2);
		System.out.println(br2.getDescription()+br2.cost());
	}

}

- 사이즈 추가 

public enum Size {
	VENTI,GRANDE,TALL;
	
	public boolean isVENTI() {
		return this==Size.VENTI;
	}
	public boolean isGrande() {
		return this==Size.GRANDE;
	}
	public boolean isTALL() {
		return this==Size.TALL;
	}
    
    public abstract class Beverage {
    //..
	protected Size s;
	public Size getSize() {
		return s;
	}

	
}

public abstract class CondimentDecorator extends Beverage{
	protected int decoratorCostPerSize;
	protected Beverage br;
	public abstract String getDescription();
	//getDescription()을 강제하기 위해 abstract로 추가 
	public Size getSize() {
		return br.getSize();
	}
}

public class Mocha extends CondimentDecorator{
	
	@Override
	public int cost() {
		if(br.getSize().isGrande()) {
			this.decoratorCostPerSize = 2;
		}
		if(br.getSize().isTALL()) {
			this.decoratorCostPerSize =1;
		}
		if(br.getSize().isVENTI()) {
			this.decoratorCostPerSize =3;
		}
		return br.cost()+this.decoratorCostPerSize;
	}

}

* 데코레이터 추상클래스에 getSize()를 정의하지 않으면,

  -> 기존 베버리지.getSize() -> 초기 설정 사이즈 

  -> 모카 추가 베버리지에 getSize() ->  아무곳에서도 getSize오버라이딩 한 적 x -> 최상위 Beverage의 getSize()호출

* 데코레이터 추상클래스에서 getSize()정의시 

  -> 모카 추가 베버리지에 getSize()호출시 -> 추가된 구성요소에서 getSize()[에스프레소,하우스블랜드]호출 -> s계산

 

3. Java에서 데코레이터 패턴 적용 

 

- io클래스가 대표적인 데코레이터 패턴 적용한 API이다.