7. 데코레이터 패턴 (Decorator Pattern)

 

목차

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1. 데코레이터 패턴이란?

데코레이터 패턴(Decorator Pattern)은 객체에 동적으로 추가적인 기능을 부여할 수 있는 디자인 패턴입니다. 기본적으로, 데코레이터 패턴은 기존 클래스에 기능을 추가하고 싶을 때 사용됩니다. 이는 상속 대신 구성(Composition)을 사용하여 동적으로 기능을 확장할 수 있게 해줍니다.

데코레이터 패턴 사용 이유:

• 객체의 기능을 동적으로 추가할 수 있습니다.
• 상속을 사용하지 않고 기존 코드 수정 없이 기능 확장이 가능합니다.
• 여러 기능을 조합하여 사용할 수 있습니다.

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2. 데코레이터 패턴의 특징

• 기존 클래스를 변경하지 않고 기능을 추가할 수 있습니다.
• 데코레이터 클래스는 Coffee 객체를 포함하여 추가 기능을 구현합니다.
• 여러 데코레이터를 체인처럼 연결하여 기능을 확장할 수 있습니다.
• 유연한 구조로 기능을 쉽게 변경하고 확장할 수 있습니다.

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3. 자바에서 데코레이터 패턴 구현하기

예시: 커피 주문 시스템

데코레이터 패턴을 이해하기 위해 커피 주문 시스템을 예시로 들어볼게요. 기본적으로 커피를 주문하면 기본적인 커피가 나오는데, 우유나 설탕 등을 추가할 수 있습니다. 이때, 각각의 추가 기능을 데코레이터로 구현할 수 있습니다.

1. 기본 커피 인터페이스

// 기본 커피 인터페이스
public interface Coffee {
    String getDescription();
    double cost();
}

Coffee 인터페이스는 커피의 기본적인 getDescription() 메서드(설명)와 cost() 메서드(가격)를 정의합니다.

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2. 기본 커피 클래스

// 기본 커피 클래스
public class SimpleCoffee implements Coffee {

    @Override
    public String getDescription() {
        return "Simple Coffee";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 5.0; // 기본 커피 가격
    }
}

SimpleCoffee 클래스는 Coffee 인터페이스를 구현한 기본 커피 클래스입니다. 기본적으로 "Simple Coffee"라는 설명과 5.0의 가격을 반환합니다.

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3. 데코레이터 클래스

데코레이터 클래스는 Coffee 객체를 래핑하여 그 객체에 기능을 추가합니다.

// 커피 데코레이터 클래스 (추상 클래스)
public abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
    protected Coffee decoratedCoffee;

    public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
        this.decoratedCoffee = coffee;
    }

    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription();
    }

    public double cost() {
        return decoratedCoffee.cost();
    }
}

CoffeeDecorator 클래스는 Coffee 인터페이스를 구현하며, 실제로 데코레이터가 기능을 추가할 객체를 decoratedCoffee 필드로 포함하고 있습니다. 그 후 getDescription()과 cost() 메서드를 오버라이드하여 기본 커피 기능을 그대로 사용하고, 추가적인 기능을 추가할 수 있게 됩니다.

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4. 기능 추가: 우유와 설탕

우리는 이제 기본 커피에 우유와 설탕을 추가하는 데코레이터를 만들겠습니다.

// 우유 추가 데코레이터
public class MilkDecorator extends CoffeeDecorator {

    public MilkDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription() + ", Milk";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return decoratedCoffee.cost() + 1.0; // 우유 추가 비용
    }
}

MilkDecorator는 CoffeeDecorator 클래스를 상속받아 getDescription()과 cost() 메서드를 오버라이드하여 기본 커피에 Milk를 추가하고, 비용도 추가합니다.

// 설탕 추가 데코레이터
public class SugarDecorator extends CoffeeDecorator {

    public SugarDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription() + ", Sugar";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return decoratedCoffee.cost() + 0.5; // 설탕 추가 비용
    }
}

SugarDecorator도 비슷하게 getDescription()과 cost() 메서드를 오버라이드하여 설탕을 추가합니다.

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5. 데코레이터 사용하기

이제 실제로 데코레이터 패턴을 어떻게 사용할 수 있는지 보겠습니다.

public class CoffeeShop {
    public static void main(String[] args) {
        Coffee coffee = new SimpleCoffee(); // 기본 커피 주문

        System.out.println("Order 1: " + coffee.getDescription() + " Cost: " + coffee.cost());

        // 우유 추가
        coffee = new MilkDecorator(coffee);
        System.out.println("Order 2: " + coffee.getDescription() + " Cost: " + coffee.cost());

        // 설탕 추가
        coffee = new SugarDecorator(coffee);
        System.out.println("Order 3: " + coffee.getDescription() + " Cost: " + coffee.cost());
    }
}

위 코드는 기본 커피에서 우유와 설탕을 동적으로 추가하는 방식입니다. 실행 결과는 다음과 같습니다.

Order 1: Simple Coffee Cost: 5.0
Order 2: Simple Coffee, Milk Cost: 6.0
Order 3: Simple Coffee, Milk, Sugar Cost: 6.5

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4. 예제 코드 설명

• SimpleCoffee 클래스는 기본적인 커피를 나타냅니다. "Simple Coffee"라는 설명과 5.0의 가격을 반환합니다.
• CoffeeDecorator는 데코레이터 패턴의 핵심으로, 다른 데코레이터 클래스를 통해 커피에 기능을 추가할 수 있도록 합니다.
• MilkDecorator와 SugarDecorator는 기본 커피에 우유와 설탕을 각각 추가하는 클래스입니다.
• CoffeeShop 클래스에서 커피를 주문하고 데코레이터를 사용하여 동적으로 우유와 설탕을 추가합니다.

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5. 데코레이터 패턴의 장점과 단점

장점

1. 기능 확장이 유연합니다. 새로운 기능을 추가하려면 새로운 데코레이터 클래스를 추가하기만 하면 됩니다.
2. 기존 코드 수정 없이 기능을 확장할 수 있어, 유지보수가 용이합니다.
3. 여러 데코레이터를 조합하여 다양한 기능을 만들어낼 수 있습니다.

단점

1. 데코레이터가 많아지면 클래스의 수가 증가하여 코드가 복잡해질 수 있습니다.
2. 디버깅이 어려울 수 있습니다. 여러 데코레이터가 중첩되면, 문제를 추적하는 데 시간이 걸릴 수 있습니다.

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6. 결론

데코레이터 패턴은 객체의 기능을 동적으로 확장할 수 있는 강력한 패턴입니다. 기존 코드를 변경하지 않고 기능을 추가할 수 있어, 유연하고 유지보수에 용이합니다. 다양한 기능을 조합하여 새로운 기능을 만들어낼 수 있기 때문에, 복잡한 시스템에서 매우 유용하게 사용될 수 있습니다.

자바에서 데코레이터 패턴을 구현할 때는 구성(Composition)을 활용하여 클래스를 조합하는 방식으로 동작합니다. 이를 통해 확장성과 유연성을 얻을 수 있습니다.