[Design Pattern] 전략 패턴 (Strategy Pattern)

Date: 2023.05.12 Updated: 2024.03.01

전략 패턴이란?

전략패턴 (Strategy Pattern)은 알고리즘군을 정의하고 캡슐화해서 각각의 알고리즘군을 수정해서 쓸 수 있게 할 수 있는 패턴 입니다.

전략 패턴을 사용하면 클라이언트로부터 알고리즘을 분리해서 독립적으로 변경할 수 있습니다.

즉, 전략패턴은 알고리즘의 변화에 따라 동적으로 알고리즘을 선택할 수 있도록 해주며, 유연성과 확장성을 제공합니다.

전략 패턴이 사용되는 곳

동일한 문제를 해결하는 여러 알고리즘이 존재할 때
알고리즘을 사용하는 클라이언트와 알고리즘을 분리하고자 할 때
실행 중에 알고리즘을 교체할 때

전략패턴의 이점

유연성 : 알고리즘을 필요에 따라 교체하기 쉬움
확장성 : 새로운 전략을 추가하기 쉬움
코드 재사용 : 필요한 알고리즘을 재사용할 수 있음

전략패턴은 다음과 같은 디자인 원칙을 따릅니다.

디자인 원칙

애플리케이션에서 달라지는 부분을 찾아내고, 달라지지 않는 곳과 분리한다.

즉, 바뀌는 부분은 따로 뽑아서 캡슐화 하는 것입니다. 그렇다면 나중에 바뀌지 않는 부분에는 영향을 주지 않고, 바뀌어야 하는 부분을 고치거나 확장을 하기 쉽습니다.

예제

여러가지의 오리를 구현해봅시다.

오리에는 여러가지 종류가 있습니다.

진짜 오리, 나무오리, 러버덕, 날지 못하는 오리, 시기에 따라 사는곳을 옮기는 오리 등등 여러가지 오리가 있습니다.

이것들을 막연하게 구현하려면, 각 클래스마다 오리의 행동을 정의해야 합니다.

하지만, 이렇게 하면 모든 구상클래스에서 오리의 행동을 정의해야 합니다.

지금은 5개정도의 오리를 구현하기 때문에 각기 클래스마다 정의해서 사용해도 되지만, 이 오리 클래스가 100개 … 10000개 가 되어버리면, 유지보수가 불가능한 수준이 되어 버립니다.

그렇기 때문에 전략패턴을 구현해서, 해당 로직을 구현합니다.

이때, 핵심은 객체지향의 다형성 을 이용하여 전략 패턴을 구현합니다. 즉, 실제 실행 시에 쓰이는 객체가 코드에 고정되지 않도록 상위 형식에 맞춰 프로그래밍해서 다형성을 활용해야 한다는 것입니다.

각각 다른 오리의 나는 행동(fly behavior), 우는 행동(quack behavior) 를 구현해 봅시다.

행동에 따른 인터페이스 정의

우선 각각의 행동에 따른 인터페이스를 생성해 줍니다.

🗅 interface FlyBehavior.java

package src.strategy.behavior.interfaces;  
  
//오리가 날아다니는 행동을 정의할 인터페이스  
public interface FlyBehavior {  
    public void fly();  
}

🗅 interface QuackBehavior

package src.strategy.behavior.interfaces;  
  
//오리가 우는 소리를 정의할 인터페이스  
public interface QuackBehavior {  
    public void quack();  
}

위와같이 정의하면, 각기 다른 Duck이 호출하여, 자신만의 fly(), quack() 메소드를 재정의 해주기만 하면 됩니다.

인터페이스를 상속받아 구현할 구상 클래스 정의

이제 인터페이스를 상속받아 실제 행동을 구현한 클래스를 만듭니다.

간단하게 fly with wings, quack 두가지 행동을 구현해 봅니다.

🗅 class FlyWithWings

package src.strategy.behavior;  
  
import src.strategy.behavior.interfaces.FlyBehavior;  
  
public class FlyWithWings implements FlyBehavior {  
    @Override  
    public void fly() {  
        System.out.println("날고 있어요!");  
    }  
}

🗅 class Quack

package src.strategy.behavior;  
  
import src.strategy.behavior.interfaces.QuackBehavior;  
  
public class Quack implements QuackBehavior {  
    @Override  
    public void quack() {  
        System.out.println("꽥");  
    }  
}

오리의 추상 클래스 제작

이제 이 행동들을 할 오리를 정의해 봅니다.

오리 역시 여러가지 형태로 존재할 수 있기에 추상 클래스로 구현을 합니다.

어떤 오리를 구현하든 Duck을 상속받아 구현합니다.

그때에, 앞서 정의한 행동들을 자식 클래스에 주입시켜, 행동하도록 합니다.

🗅 class Duck

package src.strategy.duck;  
  
import src.strategy.behavior.interfaces.FlyBehavior;  
import src.strategy.behavior.interfaces.QuackBehavior;  
  
public abstract class Duck {  
  
    //행동의 인터페이스 구현  
    FlyBehavior flyBehavior = null;  
    QuackBehavior quackBehavior = null;  
  
    public void setFlyBehavior(FlyBehavior _flyBehavior){  
        flyBehavior = _flyBehavior;  
    }  
    public void setQuackBehavior(QuackBehavior _quackBehavior){  
        quackBehavior = _quackBehavior;  
    }  
  
    //오리의 행동을 출력할 추상함수  
    public abstract void display();  
  
    //나는 행동 실행부  
    public void performFly(){  
        flyBehavior.fly();  
    }  
      
    //우는 행동 실행부  
    public void performQuack(){  
        quackBehavior.quack();  
    }  
      
    //재구현할 필요 없는 메서드  
    public void swim(){  
        System.out.println("모든 오리는 물에 뜸");  
    }  
}

실제 인스턴스로 사용할 오리 제작

이제 실제로 인스턴스화 시킬 오리 클래스를 만들어 봅니다.

오리는 MallardDuck, ModelDuck 두종류를 만들어 보겠습니다.

부모 클래스에서 정의한 인터페이스 변수에 다형성을 이용하여 각자의 클래스에 구현해야 할 행동을 정의한 클래스를 생성 합니다.

🗅 class MallardDuck

public class MallardDuck extends Duck{  
  
    public MallardDuck(){  
        quackBehavior = new Quack();  
        flyBehavior = new FlyWithWings();  
    }  
  
    @Override  
    public void display() {  
        System.out.println("저는 물오리 입니다.");  
    }  
}

🗅 class ModelDuck

public class MallardDuck extends Duck{  
  
    public MallardDuck(){  
        quackBehavior = new Quack();  
        flyBehavior = new FlyWithWings();  
    }  
  
    @Override  
    public void display() {  
        System.out.println("저는 물오리 입니다.");  
    }  
}

Duck 실행

이제 각자 행동을 구현한 후 Main 함수에서 구동시켜 봅니다.

Main 함수에서도 다형성을 활용하여 Duck을 생성하고, 행동해야할 함수를 호출 합니다.

🗅 class ModelDuck

public class Main {  
    public static void main(String[] args) {  
        Duck mallard = new MallardDuck();  
        mallard.display();  
        mallard.performQuack();  
        mallard.performFly();  
  
        System.out.println("\n");  
  
        Duck modelDuck  = new ModelDuck();  
        modelDuck.display();  
        //생성자로 넣으면 행동을 동적으로 정의할 수 있음  
        modelDuck.setFlyBehavior(new FlyRocketPowered());  
        modelDuck.performQuack();  
        modelDuck.performFly();  
    }  
}

실행 결과

다음과 같이 각자 정의한 클래스를 호출하여 다른 오리 객체가 생성된 것을 확인할 수 있습니다.

마시남