[디자인 패턴] 전략 패턴(Strategy Pattern)

객체의 행위를 바꾸고 싶은 경우 '직접' 수정하지 않고 전략이라 부르는 '캡슐화한 알고리즘'을 컨텍스트 안에서 바꿔주면서 상호 교체가 가능하게 만드는 패턴이다. 

*컨텍스트 : 상황, 맥락, 문맥을 의미하며 개발자가 어떤 작업을 완료하는 데 필요한 모든 관련 정보

 

예시)

출처 : 우아한테크 [10분 테크톡] 완태의 전략패턴

동일 계열의 알고리즘(걷거나 뛰는 등의 이동 방식 계열)을 정의하고, 이들을 'Move Strategy'라는 이름으로 캡슐화해서 이들 사이의 상호 교환이 가능하도록 한다. 즉, 걸어가던 물체가 뛰어가기도 하고, 뛰어가던 물체가 날아가기도 하게끔 이동 전략을 변경할 수 있도록 하는 것이다. 

출처 : 우아한테크 [10분 테크톡] 완태의 전략패턴

Robot 이라는 추상 클래스를 선언해서, 걷기 로봇(WalkingRobot), 뛰기 로봇(RunningRobot), 날기 로봇(FlyingRobot) 클래스가 Robot 클래스를 상속받게 했다. 해당 로봇이 필요할 때마다 Main 함수에서 생성하고 실행한다.

이어서 로봇에 온도 조절 기능을 추가하기로 했다.

출처 : 우아한테크 [10분 테크톡] 완태의 전략패턴

Robot 추상 클래스에는 temperature() 추상 메서드를 선언하고, 하위 클래스엔 차가운 온도 조절 기능이 있는 걷기 로봇(ColdWalkingRobot), 따뜻한 온도조절 기능이 있는 걷기 로봇(WarmWalkingRobot) 등으로 클래스를 선언했다.

그만큼 클래스의 개수가 많아졌다.

 

하지만, 이러한 방식은 여러 문제가 발생한다.

첫 번째로, 메소드의 수정이 어렵다.

예를 들어 걷기 로봇의 move() 메소드를 '빠르게 걸어서 배달합니다 삐-빅'을 출력하는 메소드로 변경하고 싶은 경우, 모든 걷기 로봇 클래스를 순회하면서 메소드를 변경해줘야 한다. 

두 번째로, 새로운 기능을 추가하기가 어렵다.

예를 들어 로봇에 말하는 기능을 추가할 경우, Robot 추상클래스에 Speak() 이라는 추상 메소드를 선언하고, 영어를 하는 차가운 온도 조절 기능이 있는 걷기 로봇(EnglishColdWalkingRobot), 한국어를 하는 따뜻한 온도 조절 기능이 있는 걷기 로봇(KoreanWarmWalkingRobot),.. 식으로 선언해야 한다. 그러면 기능에 따라 하위 클래스의 개 수가 기하급수적으로 늘어날 수 있다. 

 

이러한 문제점을 해결하기 위해 최적화된 패턴이 '전략 패턴(Strategy Pattern)'이다!

위에서 보여준 로봇 코드를 전략 패턴으로 수정하면 다음과 같다. 

출처 : 우아한테크 [10분 테크톡] 완태의 전략패턴

위 코드에선 이동 전략을 나타내는 'MoveStrategy' 인터페이스 밑에 걷기(Walk), 뛰기(Run) 등과 같은 이동 전략을 나타내는 하위 클래스를 선언한다.

그리고,  온도 조절 전략을 나타내는 'TemperatureStrategy' 인터페이스 밑에 Cold, Warm과 같은 온도 조절 전략을 나타내는 하위 클래스를 선언한다. 

이를 통해 앞서서 같은 계열의 알고리즘들을 캡슐화하는 것이다.

 

그리고, Robot을 생성할 때, 이동 방법과 온도 조절 방법을 함께 입력해서 생성한 Robot은 각각의 이동 전략과 온도 조절 전략을 실행하게 된다. 

 

이러한 전략 패턴 기반의 구현 방법은 앞선 코드에서 발생했던 문제점들을 해결할 수 있다.

 

첫 번째로 메서드를 변경하기 위해선 해당하는 모든 클래스를 모두 순회하면서 메서드를 변경해줘야 했던 반면에, 전략 패턴을 이용한 위 코드에선 변경하고자 하는 클래스의 메서드 하나만 변경해주면 된다.

예를 들어, 앞선 코드에선 WalkingRobot의 메서드를 변경하고 싶다면 ColdWalking, WarmWalking 등 모든 WalkingRobot 클래스를 순회하면서 변경해줘야 했던 반면에, 전략 패턴 기반의 위 코드에선 MoveStrategy를 상속받는 Walk 클래스의 메서드 하나만 변경해주면 된다.

 

두 번째로 새로운 기능 추가하기 위해선 하위 클래스의 개수를 많이 늘려야 했던 반면에,

전략 패턴을 이용한 위 코드에선 새로운 인터페이스와 해당 인터페이스를 상속받은 새로운 기능의 하위클래스들을 선언해주고, Robot 클래스에 새로운 기능 함수에 맞추어 수정한 뒤에, Robot 생성 시 이동 전략, 온도 조절 전략, 새로운 기능 전략을 함께 입력해주면 된다. 

말하는 기능을 추가하는 경우 코드는 다음과 같이 변경된다.

또, 전략 패턴을 완성하려면 한 전략 안에 알고리즘들이 상호 교체가 가능하도록 해야 한다!

이를 구현하기 위해서 Robot 클래스에 Setter를 추가해준다. 차가운 온도 조절 기능이 있는 걷기 로봇을 Setter를 이용해서 차가운 온도 조절 기능이 있는 날기 로봇으로 교체가 가능하다. 

 

이렇게 하면 편리하게 객체의 행위를 상호 교체할 수 있는 전략 패턴이 완성된다.