[Head First Design Patterns] 스테이트 패턴(State Pattern)
내부 상태가 바뀜에 따라 객체의 행동이 바뀔 수 있도록 해줍니다. 마치 객체의 클래스가 바뀌는 것 같은 결과를 얻을 수 있습니다.
![[Head First Design Patterns] 스테이트 패턴(State Pattern)](/static/f1019d69621dc4df9c6e06ee35582e2e/31706/cover.webp)
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
스테이트 패턴(State Pattern)에 대해 알아보고, 구현 방법 및 예시에 대해 알아봅니다.
의도 (Intent)
스테이트 패턴에서는 필요한 기능을 인터페이스로 만들고, 모든 상태를 캡슐화시켜서 해당 인터페이스를 구현하도록 만듭니다.
스테이트 패턴을 사용하면 각 상태별 기능의 동작을 명확하게 분리할 수 있습니다.
동기 (Motivation)
동영상 재생 플레이어를 만든다고 가정하겠습니다. 플레이어는 재생/일시정지, 정지 2개의 버튼이 있으며, 재생, 일시정지, 정지
3개의 상태가 있습니다.
재생/일시정지 버튼은 플레이 상태에 따라 동작하는 기능이 달라야합니다. 재생 상태에서는 해당 버튼을 누를 때 일시정지가 되어야 하고,
일시정지 상태에서는 해당 버튼을 누를 때 재생 상태가 되어야 합니다.
재생/일시정지 동작 함수에 if문을 통한 상태 분기에 따른 기능을 구현한다면, 향후 다른 상태 조건이 추가될 경우 단일 책임의 원칙
위배에 따라 사이드 이팩트가 발생할 수 있으며, 새로운 상태 추가에 따른 확장성이 떨어집니다.
해결 방법으로는 재생/일시정지, 정지 기능 인터페이스를 만들고, 해당 인터페이스를 재생, 일시정지, 정지 상태에 따라 구현합니다.
향후, 빨리감기 상태가 추가되고, 해당 상태에서 재생/일시정지 버튼을 누를 경우 일시정지 상태가 되는 요구사항을 가정하겠습니다.
기능 인터페이스를 구현하는 빨리감기 상태를 만들고, 재생/일시정지 버튼 기능에 대해 구현하면 됩니다.
구조 (Structure)
스테이트 패턴의 주요 구조는 다음과 같습니다.
- State 인터페이스 :
playAndPause()메소드는 재생/일시정지 버튼 동작을 수행하고,
stop()메소드는 정지 버튼 동작을 수행합니다. - PlayState 클래스 :
playAndPause()메소드는 일시정지 상태로 변경하고,
stop()메소드는 정지 상태로 변경합니다. - PauseState 클래스 :
playAndPause()메소드는 재생 상태로 변경하고,
stop()메소드는 정지 상태로 변경합니다. - StopState 클래스 :
playAndPause()메소드는 재생 상태로 변경하고,
stop()메소드는 아무 동작을 수행하지 않습니다. - Player 클래스 :
clickPlayAndPause()메소드는 현재 상태에 따라 State 구현체의playAndPause()메소드를 수행하고,
clickStop()메소드는 현재 상태에 따라 State 구현체의stop()메소드를 수행합니다.
예제 (Example)
스테이트 패턴의 예제입니다.
public interface State {
void playAndPause();
void stop();
}
public class PlayState implements State {
private final Player player;
public PlayState(Player player) {
this.player = player;
}
@Override
public void playAndPause() {
// 일시정지 상태로 변경
this.player.changePauseState();
}
@Override
public void stop() {
// 정지 상태로 변경
this.player.changeStopState();
}
}
public class PauseState implements State {
private final Player player;
public PauseState(Player player) {
this.player = player;
}
@Override
public void playAndPause() {
// 재생 상태로 변경
this.player.changePlayState();
}
@Override
public void stop() {
// 정지 상태로 변경
this.player.changeStopState();
}
}
public class StopState implements State {
private final Player player;
public StopState(Player player) {
this.player = player;
}
@Override
public void playAndPause() {
// 재생 상태로 변경
this.player.changePlayState();
}
@Override
public void stop() {
// 아무 동작도 하지 않음
}
}플레이어의 기능 인터페이스 State를 각 상태별로 구현한 PlayState, PauseState, StopState를 구성합니다.
public class Player {
private State playState;
private State pauseState;
private State stopState;
private State state;
public Player() {
this.playState = new PlayState(this);
this.pauseState = new PauseState(this);
this.stopState = new StopState(this);
this.state = this.stopState;
}
public void clickPlayAndPause() {
System.out.println("재생/일시정지 버튼 클릭");
this.state.playAndPause();
}
public void clickStop() {
System.out.println("정지 버튼 클릭");
this.state.stop();
}
public void changePlayState() {
System.out.println("상태변경 : 재생");
this.state = playState;
}
public void changePauseState() {
System.out.println("상태변경 : 일시정지");
this.state = this.pauseState;
}
public void changeStopState() {
System.out.println("상태변경 : 정지");
this.state = this.stopState;
}
}플레이어에서는 위에서 구현한 각 상태를 초기화하고, 현재 상태를 나타낼 state 변수를 초기값인 StopState로 초기화 합니다.
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Player player = new Player();
// 재생
player.clickPlayAndPause();
// 일시정지
player.clickPlayAndPause();
// 재생
player.clickPlayAndPause();
// 정지
player.clickStop();
}
}플레이어를 초기화 하고, clickPlayAndPause(), clickStop() 메소드를 통해 플레이어를 컨트롤 합니다.
재생/일시정지 버튼 클릭
상태변경 : 재생
재생/일시정지 버튼 클릭
상태변경 : 일시정지
재생/일시정지 버튼 클릭
상태변경 : 재생
정지 버튼 클릭
상태변경 : 정지줄이며…
스테이트 패턴은 상태에 따른 if 분기를 통해 기능을 수행하는 것이 아닌 단일 책임의 원칙에 따라, 각 상태별 동작을 분리하는 패턴
입니다. 이로써, 상태 및 기능 추가에 대한 유연한 확장성을 가져갈 수 있습니다.