Daejoon Cho

Keep the tension!✏️

에릭 감마, 리처드 헬름, 랄프 존슨, 존 블라시디스 지음, [GoF의 디자인패턴::재사용성을 지닌 객체지향 소프트웨어의 핵심요소] 책을 읽고 정리한 필기입니다.📢

추상 팩토리

의도

상세화된 서브클래스를 정의하지 않고도 서로 관련성이 있거나 독립적인 여러 객체의 군을 생성하기 위한 인터페이스를 제공한다.

다른 이름

키트(Kit)

활용성

추상 팩토리는 다음의 경우에 사용한다.

  • 객체가 생성되거나 구성/표현되는 방식과 무관하게 시스템을 독립적으로 만들고자 할 때
  • 여러 제품군 중 하나를 선택해서 시스템을 설정해야 하고 한번 구성한 제품을 다른 것으로 대체할 수 있을 때
  • 관련된 제품 객체들이 함께 사용되도록 설계되었고, 이 부분에 대한 제약이 외부에도 지켜지도록 하고 싶을 때
  • 제품에 대한 클래스 라이브러리를 제공하고, 구현이 아닌 인터페이스를 노출시키고 싶을 때

구조

image

  • AbstractFactory : 개념적 제품에 대한 객체를 생성하는 연상으로 인터페이스를 정의한다.
  • ConcreteFactory : 구체적인 제품에 대한 객체를 생성하는 연산을 구현한다.
  • AbstractProduct : 개념적 제품 객체에 대한 인터페이스를 정의한다.
  • ConcreteProduct : 구체적으로 팩토리가 생성할 객체를 정의하고, AbstractProduct가 정의하는 인터페이스를 구현한다.
  • Client : AbstractFactory 와 AbstractProduct 클래스에 선언된 인터페이스를 사용한다.

관계

  • 일반적으로 ConcreteFactory 클래스의 인스턴스 한 개가 런터임에 만들어지고 어떤 특정 구현을 갖는 제품 객체를 생성한다.
    • 서로 다른 제품 객체를 생성하려면 사용자는 서로 다른 팩토리를 사용해야 한다.
  • AbstractFactory 는 필요한 제품 객체를 생성하는 책임을 ConcreteFactory 서브 클래스에 위임한다.

추상 팩토리의 장단점

장점

  1. 구체적인 클래스를 분리한다.
    • 응용 프로그램이 생성할 객체의 클래스를 제어할 수 있다. 팩토리는 제품 객체를 생성하는 과정과 책임을 캡슐화했기 때문에, 구체적인 구현 클래스가 사용자에게서 분리된다.
    • 제품 클래스 이름이 구체 팩토리(ConcreteFactory) 의 구현에서 분리되므로, 사용자 코드에는 나타나지 않는다.
  2. 제품군을 쉽게 대체할 수 있도록 한다.
    • 구체 팩토리를 변경하기 쉽다. 또한, 구체 팩토리를 변경함으로써 응용프로그램은 서로 다른 제품을 사용할 수 있게 변경된다.
  3. 제품 사이의 일관성을 보장 시킨다.

단점

  1. 새로운 종류의 제품을 제공하기 어렵다.
    • 생성되는 제품은 추상 팩토리가 생성할 수 있는 제품 집합에만 고정되어 있기 때문에 새로운 종류의 제품을 만들기 휘새 기존 추상 팩토리를 확장하기가 쉽지 않다.
    • 새로운 종류의 제품이 등장하면 팩토리의 구현을 변경해야 한다. 이는 추상 팩토리와 모든 서브 클래스의 변경을 가져오게 된다.

예제 코드

미로를 생성하는 프로그램을 작성한다고 가정한다. MazeFactory 클래스는 미로의 구성 요소들, 방, 벽과 방 사이의 문을 만들어 낸다.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

class MazeFactory {
  public:
  MazeFactory();
  
  virtual Maze* MakeMaze() const{
    return new Maze;
  }
  virtual Wall* MakeWall() const{
    return new Wall;
  }
  virtual Room* MakeRoom(int n) const{
    return new Room(n);
  }
  virtual Door* MakeDoor(Room* r1, Room* r2) const{
    return new Door(r1, r2);
  } 
}

추상 팩토리를 적용하지 않은 앞의 예제에서의 CreateMaze() 메서드는 다른 메서드를 이용해서 방들 사이에 문이 있는 방 두 개 짜리 미로를 만들어 내는 역할을 한다. CreateMaze는 클래스 이름이 하드코딩되어 있기 때문에 서로 다른 구성요소를 가지고 미로를 만들어 내기가 힘들다. 아래 코드는 MazeFactory를 매개변수로 받도록 하여 그 문제를 해결한 CreateMaze 메서드이다.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21

Maze* MazeGame::CreateMaze(MazeFactory& factory) {
  Maze* aMaze = factory.MakeMaze();
  Room* r1 = factory.MakeRoom(1);
  Room* r2 = factory.MakeRoom(2);
  Door* aDoor = factory.MakeDoor(r1, r2);
  
  aMaze->AddRoom(r1);
  aMaze->AddRoom(r2);
  
  r1->SetSide(North, factory.MakeWall());
  r1->SetSide(East, aDoor);
  r1->SetSide(South, factory.MakeWall());
  r1->SetSide(West, factory.MakeWall());
  
  r2->SetSide(North, factory.MakeWall());
  r2->SetSide(East, factory.MakeWall());
  r2->SetSide(South, factory.MakeWall());
  r2->SetSide(West, aDoor);
  
  return aMaze; 
}

EnchantedMazeFactory 를 MazeFactory에서 서브클래싱한 후, 메서드를 재정의하여 Room, Wall을 상속하는 다른 서브클래스의 인스턴스를 반환하게 만든다.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

// 마법이 걸린 미로 팩토리
class EnchantedMazeFactory : public MazeFactory{
public:
  EnchantedMazeFactory();
  
  virtual Room* MakeRoom(int n) const{
    return new EnchantedRoom(n, CastSpell());
  }
  virtual Door* MakeDoor(Room* r1, Room* r2) const{
    return new DoorNeedingSpell(r1, r2);
  }
  
protected:
  Spell* CastSpell() const;
}

만약 폭탄이 장착된 방을 만들고 싶다거나 폭탄이 터진 후 손상된 벽의 모습을 구현하려면 아래와 같이 만들면 된다.

1
2
3
4
5
6
7
8
9

// 폭탄이 장착된 미로 팩토리
class BombedMazeFactory : public MazeFactory{
  Wall* BombedMazeFactory::MakeWall() const{
    return new BombedWall;
  }
  Room* BombedMazeFactory::MakeRoom(int n) const{
    return new RoomWithABomb(n);
  }
}

폭탄이 들어 있을 수 있는 간단한 미로를 만드려며, 그냥 BombedMazeFactory를 CreateMaze에 넘겨서 호출하면 된다.

1
2
3
4
5
6
7

MazeGame game;

// 생성하고자 하는 요소를 생성하는 MazeFactory의 서브클래스인 BombedMazeFactory의 인스턴스 정의
BombedMazeFactory factory;

// CreateMaze 메서드 호출 시 생성의 책임을 지닐 BombedMazeFactory 인스턴스를 매개변수로 전달
game.CreateMaze(factory);

마법이 걸린 미로를 만드려면, 마찬가지로 EnchantedMazeFactory의 인스턴스를 CreateMaze 메서드에 넘기면 된다.

위와 같은 모습이 추상 팩토리 패턴을 구현하는 가장 일반적인 방법이다. MazeFactory 는 팩토리 메서드를 모두 정의하는 구체 클래스이므로 변경할 메서드를 재정의하여 새로운 MazeFactory를 쉽게 만들 수 있다.

잘 알려진 사용처

  • InterView 에서는 “Kit” 라는 접미어를 이요해서 추상 팩토리 클래스임을 표시하였다. Ex) WidgetKit, DialogKit 등..
  • ET++(WGM88)은 서로 다른 윈도우 시스템에 걸친 이식성을 제공하기 위해 추상 팩토리 패턴을 사용한다.

관련 패턴

  • AbstractFactory 클래스는 팩토리 메서드 패턴을 이용해서 구현되는데, 원형 패턴을 이용할 때도 있다.

  • 구체 팩토리는 단일체 패턴을 이용해 구현하는 경우가 많다.

GofDesignPattern 카테고리 내 다른 글 보러가기

댓글남기기