본 내용은 Head First 디자인 패턴(Eric Freeman, Elisabeth Freeman, Kathy Sierra, Bert Bates 지음, 서환수 옮김)을 읽은 후, 생각을 정리한 내용입니다.
보다 상세한 내용이 궁금하신 분은 해당 책을 읽어보는 것을 추천합니다.

개요

데코레이터 패턴(Decorator Pattern)에 대해 알아보고, 구현 방법 및 예시에 대해 알아봅니다.

의도 (Intent)

객체에 추가적인 요건을 동적으로 첨가하고, 데코레이터는 서브클래스를 만드는 것을 통해서 기능을 유연하게 확장할 수 있는 방법을 제공합니다.

동기 (Motivation)

햄버거 매장에서는 기본으로 제공되는 햄버거에 패티 추가, 소스 추가 등 여러 추가 옵션을 설정할 수 있습니다.
이 경우 햄버거 종류와 추가 옵션의 모든 조합을 클래스로 만들어 놓는다면 어마어마한 수의 클래스를 만들어야 하고, 그 중 햄버거 혹은 추가 옵션의 정보가 바뀌었을 때, 이를 수정하기도 만만치 않을 것 입니다.

쉬운 예제로 3개의 버거 종류 소고기 버거, 치킨 버거, 쉬림프 버거와 3개의 추가 옵션 패티 추가, 야채 추가, 소스 추가를 예로 들어보겠습니다.
위 버거와 추가 옵션의 모든 조합을 클래스로 만든다고 할 때, 각 버거별 가능한 추가 옵션의 조합은 3C3 + 3C2 + 3C1 해서 7개 조합이 나오며, 버거의 종류는 3가지 이므로 7 * 3 해서 만들어야 하는 클래스의 수는 21개 입니다.
만들고 관리할 수 있을만한 클래스 수로 보이나요? 그렇다면 햄버거 하나와 추가 옵션 하나씩 늘었을 경우를 보겠습니다. (4C4 + 4C3 + 4C2 + 4C1) * 4 해서 총 84개의 클래스를 만들어야 합니다.
이와 같이 모든 추가 옵션에 대한 조합을 클래스로 미리 만들어 놓는 것은 비효율적입니다.

해결 방법으로는 데코레이터 패턴을 사용해서 런타임에 원하는 조합을 진행하는 것 입니다.
햄버거를 추상화한 Burger 추상 클래스를 만들고, Burger를 상속한 BeefBurger, ChickenBurger, ShrimpBurger 클래스를 만듭니다.
그리고 BurgerOption 추상 클래스를 상속한 PattyOption, VegetableOption, SauceOption 클래스를 만듭니다.
사용할 때는 Burger를 상속한 클래스를 BuggerOption을 상속한 클래스로 감싸서 원하는 추가 옵션을 적용하는 방식으로 사용합니다.
BugerOption을 상속하는 추가 옵션 클래스는 Burger 추상 클래스를 통해 인자를 전달 받기 때문에 기존 코드에 수정없이 자유롭게 확장이 가능하고 또한, Burger 추상 클래스를 상속한 햄버거 클래스도 자유롭게 확장이 가능합니다.

구조 (Structure)

데코레이터 패턴의 주요 구조는 다음과 같습니다.

• Burger 추상 클래스 :
  getDescription() 메서드는 햄버거의 종류 및 추가된 옵션을 반환하고,
  getCost() 메서드는 햄버거 및 추가된 옵션에 따른 가격을 반환합니다.
• BeefBurger, ChickenBurger, ShrimpBurger 클래스 :
  각 클래스는 Burger 추상 클래스를 상속하고,
  getDescription() 메서드는 해당 햄버거의 이름을 반환하고,
  getCost() 메서드는 해당 햄버거의 가격을 반환합니다.
• BurgerOption 추상 클래스 :
  Burger 추상 클래스를 상속하고,
  Burger를 맴버 변수로 담고,
  getDescription() 메서드를 오버라이드 해서 추가 옵션 이름과 Burger 이름을 함께 반환하고,
  getCost() 메서드를 오버라이드 해서 추가 옵션 가격과 Burger 가격을 합쳐서 반환합니다.
• PattyOption, VegetableOption, SauceOption 클래스 :
  각 클래스는 BurgerOption 추상 클래스를 상속하고,
  getDescription() 메서드를 오버라이드 해서 추가 옵션 이름과 Burger 이름을 함께 반환하고,
  getCost() 메서드를 오버라이드 해서 추가 옵션 가격과 Burger 가격을 합쳐서 반환합니다.

예제 (Example)

데코레이터 패턴의 예제입니다.

public abstract class Burger {

  private String description;
  private Long cost;

  protected Burger(String description, Long cost) {
    this.description = description;
    this.cost = cost;
  }

  String getDescription() {
    return this.description;
  }

  Long getCost() {
    return this.cost;
  }

}


public class BeefBurger extends Burger {

  public BeefBurger() {
    super("소고기 버거", 7000L);
  }

}


public class ChickenBurger extends Burger {

  public ChickenBurger() {
    super("치킨 버거", 5000L);
  }

}


public class ShrimpBurger extends Burger {

  public ShrimpBurger() {
    super("새우 버거", 6000L);
  }

}

Burger 추상 클래스에서는 햄버거 설명을 나타내는 description 맴버 변수와, 햄버거 가격을 나타내는 cost 맴버 변수를 설정하고 Burger 추상 클래스를 상속한 BeefBurger, ChickenBurger, ShrimpBurger 클래스를 만들어서 햄버거 설명과 가격을 설정합니다.

public abstract class BurgerOption extends Burger {

  private Burger burger;

  protected BurgerOption(String description, Long cost, Burger burger) {
    super(description, cost);
    this.burger = burger;
  }

  @Override
  String getDescription() {
    String burgerDescription = this.burger.getDescription();
    String optionDescription = super.getDescription();

    return String.format("%s, %s", burgerDescription, optionDescription);
  }

  @Override
  Long getCost() {
    Long burgerCost = this.burger.getCost();
    Long optionCost = super.getCost();

    return burgerCost + optionCost;
  }

}


public class PattyOption extends BurgerOption {

  public PattyOption(Burger burger) {
    super("패티 추가", 500L, burger);
  }

}


public class VegetableOption extends BurgerOption {

  public VegetableOption(Burger burger) {
    super("패티 추가", 300L, burger);
  }

}


public class SauceOption extends BurgerOption {

  public SauceOption(Burger burger) {
    super("소스 추가", 100L, burger);
  }

}

Burger 추상 클래스를 상속하고, 추가 옵션 정보를 추상화한 BurgerOption 추상 클래스를 만듭니다.
BurgerOption 추상 클래스에서는 getDescription() 메서드를 오버라이드해서 입력받은 버거와 추가 옵션의 설명을 조합해서 반환하고, getCost() 메서드를 오버라이드해서 입력받은 버거와 추가 옵션의 가격을 더해서 반환합니다. BurgerOption 추상 클래스를 상속한 PattyOption, VegetableOption, SauceOption 클래스를 만들어서 추가 옵션의 설명과 가격을 설정합니다.

public class Main {

  public static void main(String[] args) {
    Burger beefBurger = new BeefBurger();
    beefBurger = new PattyOption(beefBurger);
    beefBurger = new PattyOption(beefBurger);
    beefBurger = new VegetableOption(beefBurger);
    beefBurger = new SauceOption(beefBurger);

    System.out.printf("버거 이름 : %s; 가격 : %d\n", beefBurger.getDescription(), beefBurger.getCost());


    Burger shrimpBurger = new ShrimpBurger();
    shrimpBurger = new PattyOption(shrimpBurger);
    shrimpBurger = new SauceOption(shrimpBurger);

    System.out.printf("버거 이름 : %s; 가격 : %d\n", shrimpBurger.getDescription(), shrimpBurger.getCost());
  }

}

이제 소고기 버거에 패티 2장, 야채, 소스를 추가한 햄버거 하나와, 새우 버거에 패티, 소스를 추가한 햄버거를 만듭니다.

버거 이름 : 소고기 버거, 패티 추가, 패티 추가, 야채 추가, 소스 추가; 가격 : 8400
버거 이름 : 새우 버거, 패티 추가, 소스 추가; 가격 : 6600

줄이며…

데코레이터 패턴은 디자인 원칙 중 OCP(Open-Closed-Principle) 원칙인 클래스는 확장에 대해서는 열려 있어야 하지만 코드 변경에 대해서는 닫혀 있어야 한다를 만족하는 패턴입니다.
이 데코레이터 패턴을 사용해서 향후 햄버거와 추가 옵션을 자유롭게 확장이 가능합니다.