[객체지향] 3.디자인 패턴 개요 및 구현 예제, C# 특유의 기능을 활용한 디자인 패턴 최적화

1. 디자인 패턴이란?

디자인 패턴은 소프트웨어 디자인에서 반복적으로 발생하는 문제를 해결하기 위한 일반적인 해결책입니다. 이러한 패턴은 특정한 상황에서 검증된 방식으로 문제를 해결할 수 있도록 돕습니다. 디자인 패턴은 보통 재사용 가능한 설계를 제공함으로써 코드의 품질과 유지보수성을 높이는 데 기여합니다.

2. 디자인 패턴의 중요성

디자인 패턴은 개발 팀 전체가 이해하고 따를 수 있는 공통 백그라운드를 제공합니다. 패턴을 이해하고 사용하는 것은 코드의 가독성과 효율성을 향상시키며, 향후 변경사항에 대한 유연성을 증가시킵니다. 또한, 견고한 아키텍처를 구축하여 코드 유지보수 시간을 단축시키는 데 기여합니다.

3. 디자인 패턴의 종류

3.1 생성 패턴 (Creational Patterns)

생성 패턴은 객체 생성 메커니즘을 다룹니다. 이를 통해 시스템의 객체 생성 과정을 구체화 하여 필요한 객체를 더 효과적으로 생성할 수 있게 합니다. 예: Singleton, Factory Method, Abstract Factory.

3.2 구조 패턴 (Structural Patterns)

구조 패턴은 클래스 및 객체의 조합 방법을 다룹니다. 이를 통해 더 큰 구조를 형성하고, 기존 컴포넌트를 결합하여 새로운 기능을 창출할 수 있게 합니다. 예: Adapter, Composite, Proxy.

3.3 행동 패턴 (Behavioral Patterns)

행동 패턴은 객체 간의 상호작용과 책임 분배에 관한 패턴입니다. 객체의 상호작용을 정의하고, 객체를 어떻게 협력하게 할지를 명시합니다. 예: Observer, Strategy, Command.

4. 디자인 패턴 구현 예제

4.1 Singleton 패턴

Singleton 패턴은 클래스의 인스턴스를 오직 하나만 만들고, 이를 접근할 수 있는 글로벌 액세스를 제공합니다.

public sealed class Singleton
{
    private static readonly Singleton _instance = new Singleton();

    // 프라이빗 생성자
    private Singleton()
    {
    }

    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            return _instance;
        }
    }
}
            

4.2 Factory Method 패턴

Factory Method 패턴은 객체 생성의 인터페이스를 정의하되, 하위 클래스를 통해 어떤 클래스의 인스턴스를 생성할 것인지는 하위 클래스에서 결정하게 합니다.

public abstract class Product
{
    public abstract string Operation();
}

public class ConcreteProductA : Product
{
    public override string Operation()
    {
        return "결과: 제품 A";
    }
}

public class ConcreteProductB : Product
{
    public override string Operation()
    {
        return "결과: 제품 B";
    }
}

public abstract class Creator
{
    public abstract Product FactoryMethod();

    public string SomeOperation()
    {
        var product = FactoryMethod();
        return "Creator: " + product.Operation();
    }
}

public class ConcreteCreatorA : Creator
{
    public override Product FactoryMethod()
    {
        return new ConcreteProductA();
    }
}

public class ConcreteCreatorB : Creator
{
    public override Product FactoryMethod()
    {
        return new ConcreteProductB();
    }
}
            

5. C#의 특수 기능을 활용한 디자인 패턴 최적화

C#은 디자인 패턴 구현에 매우 유용한 기능들을 제공합니다. 예를 들어, Generics와 LINQ를 사용하여 보다 유연하고 강력한 패턴을 구현할 수 있습니다.

5.1 Generics 활용

Generics를 사용하면 코드 중복을 줄이고, 타입 안전성을 증가시킬 수 있습니다. 예를 들어, Generic Repository 패턴을 구현하여 모든 데이터 접근 패턴을 동일하게 처리할 수 있습니다.

public interface IRepository<T>
{
    void Add(T entity);
    void Remove(T entity);
    T GetById(int id);
}

public class Repository<T> : IRepository<T> where T : class
{
    public void Add(T entity) { /* 구현 */ }
    public void Remove(T entity) { /* 구현 */ }
    public T GetById(int id) { /* 구현 */ return null; }
}
            

5.2 LINQ 활용

LINQ는 데이터 쿼리를 위한 매끄럽고, 직관적인 방법을 제공하여, 데이터와 관련된 행동 패턴을 더 명확하게 만들 수 있습니다. 예를 들어, Strategy 패턴을 사용하여 데이터를 다르게 처리할 수 있습니다.

public interface ISortingStrategy
{
    IEnumerable<int> Sort(IEnumerable<int> dataset);
}

public class QuickSort : ISortingStrategy
{
    public IEnumerable<int> Sort(IEnumerable<int> dataset)
    {
        return dataset.OrderBy(x => x); // LINQ를 사용한 정렬
    }
}