자바 디자인 패턴 소개
소프트웨어 개발은 코드의 작성부터 유지보수까지 여러 단계를 거치게 되는데, 이러한 단계에서 알고리즘의 구현이 필요합니다. 이때 알고리즘을 구현하는 방법 중 하나가 디자인 패턴입니다. 디자인 패턴은 개발자들이 공통적인 문제를 해결하기 위해 사용하는 방법론으로, 유연성과 재사용성을 높이는 데에 큰 도움을 줍니다.
자바 디자인 패턴은 자바 언어로 구현할 수 있는 디자인 패턴을 말합니다. 자바 디자인 패턴은 총 23가지의 종류가 있으며, 이 중 템플릿 메소드 패턴은 매우 유용한 디자인 패턴 중 하나입니다.
템플릿 메소드 패턴 개요
템플릿 메소드 패턴은 상위 클래스에서 알고리즘의 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 구체적인 내용을 구현하는 디자인 패턴입니다. 이 패턴에서는 알고리즘의 구조는 일정하지만, 구체적인 내용은 하위 클래스에서 결정됩니다.
템플릿 메소드 패턴은 상위 클래스에서 추상 메소드를 정의하고, 이를 하위 클래스에서 구체적으로 구현하는 방식으로 동작합니다. 이때 추상 메소드는 하위 클래스에서 구현해야 하는 부분을 말합니다. 상위 클래스에서는 추상 메소드를 호출해 하위 클래스에서 구현한 내용을 가져와서 알고리즘을 수행합니다.
템플릿 메소드 패턴은 다음과 같은 구성 요소로 이루어집니다.
- AbstractClass: 템플릿 메소드 패턴의 상위 클래스입니다. 이 클래스는 알고리즘의 스켈레톤을 정의하며, 추상 메소드를 정의합니다.
- ConcreteClass: 템플릿 메소드 패턴의 하위 클래스입니다. 이 클래스는 추상 메소드를 구현하여 알고리즘의 구체적인 내용을 결정합니다.
알고리즘 스켈레톤의 정의
템플릿 메소드 패턴에서는 알고리즘의 스켈레톤을 정의합니다. 이 스켈레톤은 알고리즘의 구조를 나타내며, 추상 메소드를 호출하여 하위 클래스에서 구현한 내용을 가져와서 알고리즘을 수행합니다.
알고리즘 스켈레톤은 다음과 같은 흐름을 가집니다.
- 알고리즘 스켈레톤의 메소드가 호출됩니다.
- 상위 클래스에서는 추상 메소드를 호출합니다.
- 하위 클래스에서는 추상 메소드를 구현합니다.
- 하위 클래스에서 구현한 내용을 알고리즘 스켈레톤에서 가져옵니다.
- 알고리즘 스켈레톤에서 가져온 내용을 가지고 알고리즘을 수행합니다.
알고리즘 스켈레톤의 예시를 살펴보겠습니다. 다음은 알고리즘 스켈레톤의 예시입니다.
public abstract class AlgorithmSkeleton {
public void execute() {
step1();
step2();
}
public abstract void step1();
public abstract void step2();
}
public class ConcreteAlgorithm extends AlgorithmSkeleton {
@Override
public void step1() {
System.out.println("Step 1");
}
@Override
public void step2() {
System.out.println("Step 2");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
ConcreteAlgorithm algorithm = new ConcreteAlgorithm();
algorithm.execute();
}
}위 예시에서는 AlgorithmSkeleton 클래스가 알고리즘의 스켈레톤을 정의합니다. 이 클래스는 execute() 메소드에서 step1()과 step2() 메소드를 호출합니다. step1()과 step2() 메소드는 추상 메소드로, 하위 클래스에서 구현해야 합니다.
ConcreteAlgorithm 클래스는 AlgorithmSkeleton 클래스를 상속받아서 구현합니다. 이 클래스에서는 step1()과 step2() 메소드를 구현합니다. Main 클래스에서는 ConcreteAlgorithm 객체를 생성하고 execute() 메소드를 호출합니다. 이때, AlgorithmSkeleton 클래스의 execute() 메소드가 실행되어서 알고리즘 스켈레톤이 수행됩니다.
템플릿 메소드 패턴 예시와 활용 방법
템플릿 메소드 패턴은 알고리즘의 구조를 일정하게 유지하면서, 구체적인 내용은 하위 클래스에서 구현하는 방식으로 동작합니다. 이 패턴은 다음과 같은 경우에 유용하게 활용됩니다.
- 다양한 하위 클래스에서 공통적인 알고리즘이 있을 때
- 알고리즘의 골격을 유지하면서 구체적인 내용을 변경해야 할 때
- 알고리즘의 일부분만 변경해야 할 때
다음은 템플릿 메소드 패턴을 활용한 예시입니다.
public abstract class Payment {
public void processPayment() {
validate();
process();
sendReceipt();
}
public abstract void validate();
public abstract void process();
public void sendReceipt() {
System.out.println("Receipt sent.");
}
}
public class CreditCardPayment extends Payment {
@Override
public void validate() {
System.out.println("Credit card validated.");
}
@Override
public void process() {
System.out.println("Credit card processed.");
}
}
public class BankTransferPayment extends Payment {
@Override
public void validate() {
System.out.println("Bank transfer validated.");
}
@Override
public void process() {
System.out.println("Bank transfer processed.");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Payment payment1 = new CreditCardPayment();
payment1.processPayment();
Payment payment2 = new BankTransferPayment();
payment2.processPayment();
}
}위 예시에서는 Payment 클래스가 알고리즘의 스켈레톤을 정의합니다. 이 클래스는 processPayment() 메소드에서 validate(), process(), sendReceipt() 메소드를 호출합니다. validate()와 process() 메소드는 추상 메소드로, 하위 클래스에서 구현해야 합니다.
CreditCardPayment 클래스와 BankTransferPayment 클래스는 Payment 클래스를 상속받아서 구현합니다. 이 클래스에서는 validate()와 process() 메소드를 구현합니다. Main 클래스에서는 CreditCardPayment 객체와 BankTransferPayment 객체를 생성하고 processPayment() 메소드를 호출합니다. 이때, Payment 클래스의 processPayment() 메소드가 실행되어서 알고리즘 스켈레톤이 수행됩니다.
이러한 방식으로, 템플릿 메소드 패턴은 알고리즘의 구조를 일정하게 유지하면서, 구체적인 내용을 하위 클래스에서 결정할 수 있도록 도와줍니다. 이를 통해 코드의 재사용성과 유지보수성을 높일 수 있습니다.
결론
이번 글에서는 자바 디자인 패턴 중 템플릿 메소드 패턴에 대해서 알아보았습니다. 템플릿 메소드 패턴은 알고리즘의 구조를 일정하게 유지하면서, 구체적인 내용을 하위 클래스에서 결정할 수 있도록 도와주는 디자인 패턴입니다. 이를 통해 코드의 재사용성과 유지보수성을 높일 수 있습니다.
템플릿 메소드 패턴은 다양한 상황에서 활용될 수 있습니다. 이 패턴을 활용하면 다양한 하위 클래스에서 공통적인 알고리즘이 있을 때, 알고리즘의 골격을 유지하면서 구체적인 내용을 변경해야 할 때, 알고리즘의 일부분만 변경해야 할 때 등에 유용하게 사용할 수 있습니다.
자바 디자인 패턴은 매우 유용한 개념으로, 개발자들은 이를 잘 활용하여 유지보수성이 높은 코드를 작성할 수 있도록 노력해야 합니다.