1. 템플릿 메소드 패턴이란?
템플릿 메소드 패턴은 객체지향 디자인 패턴 중 하나로, 코드 재사용과 확장성을 위해 사용되는 유용한 패턴이다. 이 패턴은 상위 클래스에서 알고리즘의 구조를 정의하고, 하위 클래스에서 알고리즘의 구체적인 구현을 담당한다. 템플릿 메소드 패턴을 사용하면 알고리즘의 구조를 상위 클래스에서 정의하고, 하위 클래스에서 해당 알고리즘의 구현을 오버라이드하거나 추가할 수 있다. 이를 통해 코드의 중복을 방지하고, 유연한 확장성을 제공할 수 있다.
템플릿 메소드 패턴은 "템플릿 메소드"라고 불리는 메소드를 사용하여 구현된다. 템플릿 메소드는 알고리즘의 구조를 정의하고, 상위 클래스에서 구현된다. 이 메소드는 일련의 단계를 가지고 있으며, 각 단계는 구체적인 구현이 필요한 경우 하위 클래스에서 오버라이드할 수 있다. 또한, 템플릿 메소드 내에서는 다른 메소드들을 호출하여 특정 작업을 수행할 수도 있다.
템플릿 메소드 패턴은 일반적으로 알고리즘의 순서와 구조를 고정하고, 구체적인 구현을 하위 클래스에서 다르게 할 때 사용된다. 예를 들어, 여러 종류의 파일을 읽어들이는 프로그램이 있다고 가정해보자. 각 파일은 다른 형식과 규칙을 가지고 있지만, 파일을 읽는 순서나 처리과정은 동일하다. 이 경우, 템플릿 메소드 패턴을 사용하여 파일의 읽기 알고리즘의 구조를 상위 클래스에서 정의하고, 각 파일 형식별로 하위 클래스에서 구체적인 구현을 제공할 수 있다.
템플릿 메소드 패턴은 객체지향 프로그래밍에서 코드의 재사용성과 유연성을 높이는데 도움을 준다. 알고리즘의 구조를 상위 클래스에서 정의하고, 구체적인 구현을 하위 클래스에서 제공함으로써 중복된 코드를 없애고 유연한 확장이 가능하게 한다. 이로써 개발자는 알고리즘의 내부 동작을 쉽게 변경하고 추가할 수 있으며, 애플리케이션의 유지보수성을 향상시킬 수 있다.
2. 템플릿 메소드 패턴의 장점
템플릿 메소드 패턴은 다음과 같은 장점을 가지고 있다:
- 코드의 재사용성: 템플릿 메소드 패턴은 알고리즘의 구조를 상위 클래스에서 정의하므로, 여러 하위 클래스에서 동일한 알고리즘을 사용할 수 있다. 이로써 코드의 중복을 제거하고 재사용성을 높일 수 있다.
- 유연한 확장성: 템플릿 메소드 패턴은 알고리즘의 구조를 상위 클래스에서 정의하고, 하위 클래스에서 구체적인 구현을 제공함으로써 알고리즘의 확장이 쉽다. 새로운 알고리즘을 추가하는 경우, 상위 클래스를 수정하지 않고 하위 클래스에서 오버라이드하면 된다.
- 코드의 일관성: 템플릿 메소드 패턴을 사용하면 알고리즘의 구조가 상위 클래스에 위치하므로, 하위 클래스들은 동일한 구조를 가지게 된다. 이로써 코드의 일관성을 유지할 수 있다.
- 유지보수성의 향상: 템플릿 메소드 패턴을 사용하면 알고리즘의 구조를 한 곳에 집중시킬 수 있으므로, 알고리즘의 변경이나 수정이 필요한 경우 해당 부분만 수정하면 된다. 이로써 유지보수성을 향상시킬 수 있다.
- 강제적인 알고리즘 구조: 템플릿 메소드 패턴은 상위 클래스에서 알고리즘의 구조를 정의하기 때문에, 하위 클래스는 해당 구조를 따라야 한다. 이로써 개발자는 알고리즘의 구조를 강제할 수 있고, 일관성 있는 코드를 작성할 수 있다.
템플릿 메소드 패턴은 많은 형태의 알고리즘을 다루는 경우에 유용하다. 알고리즘의 순서와 구조를 변경하지 않고 구현의 변화를 활용할 수 있는 장점을 제공하기 때문에, 객체지향 프로그래밍에서 자주 사용되는 디자인 패턴 중 하나이다.
3. 템플릿 메소드 패턴의 예시
템플릿 메소드 패턴은 알고리즘의 구조를 정의하고, 하위 클래스에서 해당 알고리즘의 구현을 제공하는 방식으로 사용할 수 있다. 예시를 통해 템플릿 메소드 패턴의 동작 방식을 살펴보자.
가정해보자. 우리는 게임을 만드는 프로그램을 개발하고 있다. 이 게임에는 여러 종류의 캐릭터가 있으며, 각 캐릭터는 공격을 수행한다. 각 캐릭터의 공격은 공통적인 구조를 가지지만, 캐릭터마다 약간의 차이가 있다. 이 경우, 템플릿 메소드 패턴을 사용하여 해당 구조만 정의하고, 각 캐릭터의 공격을 다르게 구현할 수 있다.
public abstract class Character {
// 템플릿 메소드
public void attack() {
prepareWeapon();
performAttack();
cleanUp();
}
// 하위 클래스에서 구현해야하는 메소드
protected abstract void prepareWeapon();
// 하위 클래스에서 구현해야하는 메소드
protected abstract void performAttack();
// 공통적인 메소드
protected void cleanUp() {
System.out.println("Cleaning up after attack");
}
}
public class Warrior extends Character {
@Override
protected void prepareWeapon() {
System.out.println("Equipping sword");
}
@Override
protected void performAttack() {
System.out.println("Swinging sword");
}
}
public class Mage extends Character {
@Override
protected void prepareWeapon() {
System.out.println("Equipping staff");
}
@Override
protected void performAttack() {
System.out.println("Casting spell");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Character warrior = new Warrior();
warrior.attack(); // "Equipping sword", "Swinging sword", "Cleaning up after attack"
Character mage = new Mage();
mage.attack(); // "Equipping staff", "Casting spell", "Cleaning up after attack"
}
}위의 예시에서는 Character 추상 클래스가 템플릿 메소드를 가지고 있다. attack() 메소드는 공격의 구조를 정의하고, prepareWeapon()과 performAttack() 메소드는 해당 구조의 구체적인 구현을 하위 클래스에서 제공한다. cleanUp() 메소드는 attack() 메소드에서 공통적으로 사용되는 메소드이다.
Character 클래스를 상속받는 Warrior 클래스와 Mage 클래스에서는 prepareWeapon()과 performAttack() 메소드를 오버라이드하여 각각의 공격 방식을 구현한다. 이렇게 하면 Character 클래스의 attack() 메소드가 호출될 때 해당 하위 클래스에서 오버라이드된 메소드가 실행된다.
위의 예시를 실행하면 Warrior 클래스에 의한 공격은 "Equipping sword", "Swinging sword", "Cleaning up after attack"와 같은 출력을, Mage 클래스에 의한 공격은 "Equipping staff", "Casting spell", "Cleaning up after attack"와 같은 출력을 얻을 수 있다. 이를 통해 템플릿 메소드 패턴을 사용하여 알고리즘의 구조를 정의하고, 구체적인 구현을 다르게 할 수 있음을 확인할 수 있다.