[디자인패턴] Template Method 패턴 - 하위 클래스에서 구체적으로 처리하기

※ Java 언어로 배우는 디자인 패턴 입문(영진닷컴) 도서를 바탕으로 작성된 내용입니다.

 

Template Method(템플릿 메소드) 패턴 소개

• 상위 클래스에서 템플릿에 해당하는 추상 메소드 정의, 하위 클래스에서 해당 추상 메소드를 실제로 구현
• 상위 클래스에서 동작 및 뼈대를 결정하고, 하위 클래스에서 그 구체적인 내용 결정하도록 설계한 패턴
• 같은 동작을 하거나 같은 구조를 가졌지만 일부 코드(내용)만 다른 두 개 이상의 클래스가 존재할 때 적용 가능

교재 발췌

 

예제 프로그램 - JAVA

- AbstractDisplay 클래스 (AbstractDisplay.java)

• AbstractClass(추상 클래스) 역할

public abstract class AbstractDisplay {  // 추상 클래스 AbstractDisplay    
  public abstract void open();           // 하위 클래스에 구현을 맡기는 추상 메소드 (1) open
  public abstract void print();          // 하위 클래스에 구현을 맡기는 추상 메소드 (2) print
  public abstract void close();          // 하위 클래스에 구현을 맡기는 추상 메소드 (3) close
  public final void display() {          // 추상 클래스에서 구현되고 있는 메소드 display
    open();                              // 우선 open하고…
    for (int i = 0; i < 5; i++) {        // 5번 print을 반복하고…
      print();
    }
    close();     // … 마지막으로 close한다. 이것이 display 메소드에서 구현되고 있는 내용.
  }
}

 

- CharDisplay 클래스 (CharDisplay.java)

• ConcreteClass(구현 클래스) 역할

public class CharDisplay extends AbstractDisplay {  // CharDisplay는 AbstractDisplay의 하위 클래스.
  private char ch;                                  // 표시해야 할 문자
  public CharDisplay(char ch) {                     // 생성자에서 전달된 문자 ch을
    this.ch = ch;                                   // 필드에 기억해 둔다.
  }
  public void open() {                              // 상위 클래스에서는 추상 메소드였다.
                                                    // 여기에서 오버라이드해서 구현.
    System.out.print(“<<”);                         // 개시 문자열“<<”을 표시한다.
  }
  public void print() {                             // print 메소드도 여기에서 구현한다.
                                                    // 이것이 display에서 반복해서 호출된다.
    System.out.print(ch);                           // 필드에 기억해 둔 문자를 1개 표시한다.
  }
  public void close() {                             // close 메소드도 여기에서 구현.
    System.out.println(“>>”);                       // 종료 문자열 “>>”을 표시.
  }
}

 

- StringDisplay 클래스 (StringDisplay.java)

• ConcreteClass(구현 클래스) 역할

public class StringDisplay extends AbstractDisplay {  // StringDisplay도 
                                                      // AbstrctDisplay의 하위 클래스.
  private String string;                              // 표시해야 할 문자열.
  private int width;                                  // 바이트 단위로 계산한 문자열의 「폭」.
  public StringDisplay(String string) {               // 생성자에서 전달된 문자열 string을
    this.string = string;                             // 필드에 기억.
    this.width = string.getBytes().length;            // 그리고 바이트 단위의 폭도 필드에
                                                      // 기억해 두고 나중에 사용한다.
  }
  public void open() {                         // 오버라이드해서 정의한 open 메소드.
    printLine();                               // 이 클래스의 메소드 printLine에서
                                               // 선을 그리고 있다.
  }
  public void print() {                        // print 메소드는
    System.out.println(“|” + string + “|”);    // 필드에 기억해 둔 문자열의
                                               // 전후에 “|”을 붙여서 표시.
  }
  public void close() {                        // close 메소드는
    printLine();                               // open 처럼 printLine 메소드에서
                                               // 선을 그리고 있다.
  }
  private void printLine() {                   // open과 close에서 호출된 printLine 메소드이다.
                                               // private이기 때문에 이 클래스 안에서만 사용된다.
    System.out.print(「+「);                   // 테두리의 모서리를 표현하는”+” 마크를 표시.
    for (int i = 0; i < width; i++) {          // width개의 “-“을 표시하고
      System.out.print(「-「);                 // 테두리 선으로 이용한다.
    }
    System.out.println(「+「);                 // 테두리의 모서리를 표현하는 “+” 마크를 표시.
  }
}

 

- Main 클래스 (Main.java)

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    // 'H'을 가진 CharDisplay 인스턴스를 1개 만든다>
    AbstractDisplay d1 = new CharDisplay('H');
    // “Hello, world.”을 가진 StringDisplay의 인스턴스를 1개 만든다.
    AbstractDisplay d2 = new StringDisplay(“Hello, world.”);
    // “안녕하세요.”를 가진 StringDisplay의 인스턴스를 1개 만든다.
    AbstractDisplay d3 = new StringDisplay(“안녕하세요.”);
      d1.display();   // d1, d2, d3 모두 AbstractDisplay의 하위클래스의 인스턴스이기 때문에
      d2.display();   // 상속한 display메소드를 호출할 수 있다.
      d3.display();   // 실제 동작은 CharDisplay나 StringDisplay에서 결정한다.
  }
}

 

장점과 단점

장점

• 상위 클래스의 템플릿 메소드에 알고리즘이 기술되어 있으므로, 하위 클래스에서 같은 알고리즘을 일일이 기술 X
• 템플릿 코드를 재사용하여 중복 코드 감소

단점

• 리스코프 치환 원칙(LSP)를 위반할 위험 존재
• 알고리즘 구조가 복잡할수록 템플릿을 유지하기 어려움
  • 여러 유틸이 들어가 복잡한 알고리즘은 템플릿 코드로 정의 X 

 

Deep Dive

리스코프 치환 원칙(LSP)

• "상위 클래스형의 변수에 하위 클래스의 어떠한 인스턴스를 대입해도 제대로 작동할 수 있도록 한다."
• 리스코프 치환 원칙 위배를 예방하기 위해 예제에서는 템플릿 메소드(display)에 final을 붙혀 상속이 불가능하도록 함 -> 상위 클래스의 의도를 변경시킬 수 없음