[Design Pattern] GoF의 Design Pattern 총 정리

#요약

생성 패턴 5가지, 구조 패턴 7가지, 행동 패턴 11가지로 나타낼 수 있다. 모두가 OOP에 기반한 클래스와 객체 중심으로 설계되어 있다.

# 생성 패턴 (Creational Pattern)

1. Singleton(싱글톤)

하나의 클래스 인스턴스를 전역에서 접근 가능하게 하면서 "해당 인스턴스가 한 번만 생성되도록 보장"하는 패턴

• 하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시에 참조할 수 없음
• 클래스 내에서 인스턴스가 하나뿐임을 보장하며, 불필요한 메모리 낭비를 최소화 할 수 있음

2. Factory Method(팩토리 메서드 패턴)

객체를 생성하기 위한 "인터페이스를 정의하고 서브 클래스에서 어떤 클래스의 인스턴스를 생성할지 결정"하는 패턴

• 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴
• 상위 클래스에서 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브클래스가 담당함
• Virtual Constructor 패턴이라고도 함

3. Abstract Factory(추상 팩토리 패턴)

관련된 객체의 집합을 생성하는 인터페이스를 제공하며, "구체적인 팩토리 클래스를 통해 객체 생성을 추상화"하는 패턴

• 구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관,의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현
• 연관된 서브클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능함

4. Builder(빌더 패턴)

"복잡한 객체 생성 과정을 단순화하고, 객체를 단계적으로 생성"하며 구성하는 패턴

• 작게 분리된 인스턴스를 건축하듯이 조합하여 객체를 생성함
• 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리하고 있어, 동일한 객체 생성에서도 서로 다른 결과를 만들어 낼 수 있음

5. Prototype(프로토타입 패턴)

"객체를 복제하여 새로운 객체를 생성하는 패턴으로, 기존 객체를 템플릿으로 사용"하는 패턴

• 원본객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴
• 일반적인 방법으로 객체를 생성하며, 비용이 큰 경우 주로 이용함

# 구조 패턴 (Structural Pattern)

1. Adaptor(어댑터 패턴)

인터페이스 호환성을 제공하지 않는 "클래스를 사용하기 위한 Wrapper를 제공"하는 패턴

• 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해주는 패턴
• 기존의 클래스를 이용하고 싶지만 인터페이스가 일치하지 않을 때 이용함

2. Bridge(브릿지 패턴)

"추상화와 구현을 분리하여 두 가지를 독립적으로 확장"할 수 있는 패턴

• 구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴
• 기능과 구현을 두 개의 별도 클래스로 구현함            

3. Composite(컴포지트 패턴)

개별 객체와 복합 객체를 동일하게 다루어, "tree 구조의 객체를 구성"하는 패턴

• 여러 객체를 가진 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴
• 객체들을 트리구조로 구성하여 디렉터리 안에 디렉터리가 있듯이 복합 객체 안에 복합 객체가 포함되는 구조를 구현할 수있음

4. Decorator(데코레이터 패턴)

"객체에 동적으로 새로운 기능을 추가하여 객체를 확장"할 수 있는 패턴

• 객체간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장 할 수 있는 패턴
• 임의의 객체에 부가적인 기능을 추가하기 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식으로 구현함

5. Facade(퍼사드 패턴)

"서브시스템을 더 쉽게 사용할 수 있도록 단순한 인터페이슬 제공"하는 패턴

• 복잡한 서브 크래스들을 피해 더 상위 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴
• 서브 클래스들 사이의 통합 인터페이스를 제공하는 Wrapperr객체가 필요

6. Flyweight(플라이웨이트 패턴)

"공유 가능한 객체를 통해 메모리 사용을 최적화"하는 패턴

• 인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고 가능한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴
• 다수의 유사 객체를 생성하거나 조작할 때 유용하게 사용할 수 있음

7. Proxy(프록시 패턴)

다른 객체에 대한 Proxy를 제공하여 "접근 제어, 지연 로딩 등을 구현"하는 패턴

• 접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴
• 네트워크 연결, 메모리의 대용량 객체로의 접근 등에 주로 이용함

# 행위 패턴 (Behavioral Pattern)

1. Observer(옵저버 패턴)

"객체 간의 1: m 종속 관계를 정의하여 한 객체의 상태 변경이 다른 객체들에게 알려"지도록 설계된 패턴

• 한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴
• 일대다의 의존성을 정의함
• 주로 분산된 시스템 간에 이벤트를 생성, 발생(Publish), 구독(Subscribe)해야할 때 이용함

2. Strategy(전략 패턴)

"알고리즘을 정의하고, 실행 중에 선택"할 수 있도록 설계된 패턴

• 동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴
• 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용할 수 있으며, 클라이언트에 영향 없이 알고리즘 변경이 가능함

3. Command(커맨드 패턴)

"요청을 객체로 캡슐화하여 요청을 매개변수화 하고, 요청을 큐에 저장하거나 로깅하고 실행을 지연"시키도록 설계된 패턴

• 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴
• 요청에 사용되는 각종 명령어들을 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화함

4. State(상태 패턴)

"객체의 상태를 캡슐화하고, 캡슐화된 내부 객체가 해당 객체의 행동을 변경"할 수 있도록하는 패턴

• 객체의 상태에 따라 동이라한 동작을 다르게 처리해야할 때 사용하는 패턴
• 객체 상태를 캡슐화하고 이를 참조하는 방식으로 처리함 

5. Chain of Responsibility(책임 연쇄 패턴)

"요청을 보내는 객체와 이를 핸들러 객체를 분리하여, 요청을 처리할지 그 다음 핸들러로 요청"을 넘길지를 결정하는 패턴

• 요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴
• 요청을 처리할 수 있는 각 객체들이 Chain으로 묶여 있어 요청이 해결될 때까지 고리를 따라 책임이 넘어감

6. Visitor(방문자 패턴)

"알고리즘들을 그들이  작동하는 객체들로부터 분리"할 수 있도록 하는 행동 패턴

• 각 클래스들의 데이터 구조애소 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴
• 분리된 처리 기능은 각 클래스를 방문하여 수행함

7. Intepreter(인터프리터 패턴)

"주어진 언어나 문법을 해석하고 실행하는 역할을 담당"하는 패턴

• 언어에 문법을 표현을 정의하는 패턴
• SQL이나 통신 프로토콜과 같은 것을 개발할 때 사용함

8. Memento(메멘토 패턴)

객체를 "이전상태로 되돌릴 수 있도록 설계"된 패턴

• 특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴
• crtl + z와 같은 되돌리기 기능을 개발할 때 주로 이용함

9. Mediator(중재자 패턴)

"객체간의 복잡한 통신을 조정하고 의존 관계들을 줄일 수 있도록 설계"된 패턴

• 수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴
• 객체 사이의 의존성을 줄여 결합도를 감소시킬 수 있음

10. Template Method(템플릿 메서드 패턴)

"알고리즘의 골격을 정의하고, 일부분의 단계에서 서브클래스를 구현"하도록 설계된 패턴

• 상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리르 구체화하는 구조의 패턴
• 유사한 서브클래스를 묶어 공통된 내용을 상위 클래스에서 정의함으로써 코드의 양을 줄이고 유지보수를 용이하게 해줌

11. Iterator(이터레이터 패턴)

"컬렉션의 요소들의 기본 표현을 노출하지 않고 그들을 하나씩 순회"할 수 있도록 하는 패턴

• 자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록하는 패턴
• 내부 표현 방법의 노출 없이 순차적인 접근이 가능함

 

https://refactoring.guru/ko/design-patterns/mediator

중재자 패턴