개발자가 공부하기에 정말 좋은 디자인 패턴을 공부하면서 배경, 종류, 활용 사례에 대해 써보면 좋겠다는 생각이 들었습니다.
디자인 패턴의 배경
디자인 패턴은 Christopher Alexander의 책 Pattern Language에서 가져왔습니다. 건축가로서 그는 특정 설계 원칙이 건축의 다양한 공통 문제를 해결할 수 있음을 발견했습니다. 1990년대 초 GoF(Gang of Four)로 알려진 Erich Gamma, Rich Helm, Ralph Johnson 및 John Vlissides를 포함한 소프트웨어 엔지니어 그룹은 Alexander의 아이디어를 소프트웨어 설계에 적용하고 1994년에 Design Patterns라는 책을 출판했습니다. 이 책은 많은 일반적인 소프트웨어 개발 문제를 해결하는 데 사용할 수 있는 23가지 디자인 패턴을 소개합니다. 생성 패턴, 구조 설계 패턴 및 행동 패턴 3가지 범주로 나눌 수 있습니다. 소프트웨어 디자인의 디자인 패턴
일반적인 문제에 대한 솔루션을 제공합니다. 디자인 패턴을 잘 이해하고 적용함으로써 소프트웨어 개발 과정에서 발생하는 다양한 문제를 해결하고 소프트웨어 시스템의 유지보수성과 확장성을 향상시킬 수 있습니다.
디자인 패턴의 종류
빌드 패턴에서 파생되는 디자인 패턴을 먼저 살펴보면 빌더 패턴, 팩토리 메소드 패턴, 프로토타입 패턴, 싱글톤 패턴이 있습니다. 빌더 패턴은 복합 객체의 생성과 표현을 분리하는 패턴이고, 팩토리 메소드 패턴은 객체를 생성하되 인스턴스화할 클래스를 하위 클래스가 결정할 수 있도록 하는 인터페이스를 정의하는 패턴입니다. 프로토타입 패턴은 프로토타입 인스턴스를 사용하여 생성할 객체의 유형을 지정하고 해당 프로토타입을 복제하여 새 객체를 만드는 데 사용할 수 있는 반면, 싱글톤 패턴은 클래스가 인스턴스를 하나만 가질 수 있도록 하고 이 인스턴스에 대한 글로벌 액세스 지점을 제공합니다. 다음으로 구조적 디자인 패턴에서 파생된 디자인 패턴을 보면 어댑터 패턴, 브리지 패턴, 데코레이션 패턴, 프록시 패턴이 있다. 어댑터 패턴은 호환되지 않는 인터페이스를 서로 호환되도록 매개변수를 생성하여 함께 작동하도록 만드는 패턴입니다. 브리지 패턴은 개체의 인터페이스를 해당 구현과 분리하여 개체가 독립적으로 변경될 수 있도록 합니다. Decorator 패턴은 동적으로 객체에 추가 책임을 할당하고 확장을 유연하게 만드는 패턴입니다. 프록시 패턴은 다른 개체에 대한 액세스를 제어하는 데 사용할 수 있는 패턴입니다. 마지막으로 행동 패턴에는 전략 패턴과 관찰자 패턴이 포함됩니다. 전략 패턴은 알고리즘을 정의하고 각 알고리즘을 캡슐화하며 상황에 따라 필요한 알고리즘을 교체하는 업데이트 패턴입니다.
적용 예
디자인 패턴은 프로그래밍의 모든 영역에서 사용됩니다. 위의 디자인 패턴을 사용하는 예를 보면 Logger 클래스는 ListView를 사용하여 어디에서나 액세스할 수 있는 중앙 집중식 로깅 시스템을 제공합니다. Java API의 BufferedInputStream 클래스는 인터페이스를 변경하지 않고 개체에 기능을 동적으로 추가하는 데코레이터 패턴의 예입니다. 우리가 자주 사용하는 자바스크립트에서 옵저버 패턴은 개발자가 이벤트 리스너를 DOM 요소에 붙였을 때 상태 변화를 다른 객체에 알리기 위해 사용됩니다. 알고리즘 계열을 정의하고 이를 상호 교환 가능하게 만드는 데 사용되는 전략 패턴의 예는 Java API의 정렬 알고리즘입니다. 이를 통해 개발자는 이러한 방식으로 다양한 알고리즘(queensort, mergesort)을 사용하여 배열과 컬렉션을 정렬할 수 있습니다. 디자인 패턴은 전체적으로 사용됩니다. 소프트웨어 개발은 재사용성, 유지보수성, 성능, 확장성 등을 향상시킵니다. 학생들 사이에 소프트웨어 디자인 개념에 대한 공통 언어와 이해를 제공하여 프로젝트에 대한 커뮤니케이션과 협업을 용이하게 합니다.