호박벌의 지식 탐험

1. 개요

소프트웨어 개발을 하다 보면 알고리즘이나 동작 방식을 상황에 따라 유연하게 변경해야 할 때가 많습니다. Strategy 패턴은 이러한 문제를 해결하기 위해 고안된 디자인 패턴으로, 알고리즘을 캡슐화하여 서로 교체 가능하도록 만드는 것을 목표로 합니다. 이 글에서는 Strategy 패턴의 개념, C# 구현 예제, 그리고 사용 시 주의할 점을 알아보겠습니다.

2. 개념

Strategy 패턴은 다음과 같은 상황에서 유용합니다:

• 여러 알고리즘 중에서 런타임에 하나를 선택해야 하는 경우.
• 특정 동작을 다른 객체와 독립적으로 교체하거나 확장하고 싶은 경우.

Strategy 패턴의 핵심은 "행동(Behavior)을 객체로 캡슐화"하여 클라이언트 코드에서 알고리즘을 직접 변경하지 않고도 동작을 바꿀 수 있도록 하는 것입니다.

구조는 다음과 같습니다:

1. Context: 전략 객체를 사용하는 주요 클래스.
2. Strategy: 알고리즘의 인터페이스.
3. ConcreteStrategy: 특정 알고리즘을 구현한 클래스.

3. 예제

요구사항

사용자가 할인 정책을 선택할 수 있는 온라인 쇼핑몰을 만든다고 가정합시다. 할인 정책에는 다음이 포함됩니다:

• 기본 할인 없음
• 정률 할인 (10% 할인)
• 정액 할인 (5,000원 할인)

코드 구현

// Strategy 인터페이스
public interface IDiscountStrategy
{
    decimal ApplyDiscount(decimal price);
}

// ConcreteStrategy: 기본 할인 없음
public class NoDiscountStrategy : IDiscountStrategy
{
    public decimal ApplyDiscount(decimal price)
    {
        return price;
    }
}

// ConcreteStrategy: 정률 할인
public class PercentageDiscountStrategy : IDiscountStrategy
{
    private readonly decimal _percentage;

    public PercentageDiscountStrategy(decimal percentage)
    {
        _percentage = percentage;
    }

    public decimal ApplyDiscount(decimal price)
    {
        return price - (price * _percentage);
    }
}

// ConcreteStrategy: 정액 할인
public class FixedDiscountStrategy : IDiscountStrategy
{
    private readonly decimal _discountAmount;

    public FixedDiscountStrategy(decimal discountAmount)
    {
        _discountAmount = discountAmount;
    }

    public decimal ApplyDiscount(decimal price)
    {
        return price - _discountAmount;
    }
}

// Context 클래스
public class ShoppingCart
{
    private IDiscountStrategy _discountStrategy;

    public ShoppingCart(IDiscountStrategy discountStrategy)
    {
        _discountStrategy = discountStrategy;
    }

    public void SetDiscountStrategy(IDiscountStrategy discountStrategy)
    {
        _discountStrategy = discountStrategy;
    }

    public decimal CalculateTotal(decimal price)
    {
        return _discountStrategy.ApplyDiscount(price);
    }
}

// 사용 예
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        decimal originalPrice = 50000m;

        // 기본 할인 없음
        var noDiscount = new ShoppingCart(new NoDiscountStrategy());
        Console.WriteLine($"No Discount: {noDiscount.CalculateTotal(originalPrice)}원");

        // 10% 정률 할인
        var percentageDiscount = new ShoppingCart(new PercentageDiscountStrategy(0.1m));
        Console.WriteLine($"10% Discount: {percentageDiscount.CalculateTotal(originalPrice)}원");

        // 5,000원 정액 할인
        var fixedDiscount = new ShoppingCart(new FixedDiscountStrategy(5000m));
        Console.WriteLine($"5,000원 Discount: {fixedDiscount.CalculateTotal(originalPrice)}원");
    }
}

4. 주의점: 남용을 피하라

Strategy 패턴은 분명 강력한 도구지만, 모든 경우에 적합하지는 않습니다. 다음 사항을 염두에 두세요:

1. 간단한 경우에 복잡도 증가: 너무 간단한 문제를 해결하려고 Strategy 패턴을 사용하면 오히려 코드가 복잡해질 수 있습니다.
2. 객체 생성 비용: 많은 전략 객체를 생성하고 교체하는 과정에서 성능에 영향을 줄 수 있습니다.

5. 결론

Strategy 패턴은 다양한 알고리즘을 유연하게 사용할 수 있도록 해주는 강력한 디자인 패턴입니다. 특히, 런타임에 동작 방식을 변경해야 하거나 코드의 가독성과 확장성을 높이고 싶을 때 유용합니다. 하지만 과도한 사용은 피해야 하며, 상황에 맞는지 신중히 검토해야 합니다.

6. 관련 링크

• Strategy 패턴 위키백과

다이어그램

1. 개요

Singleton은 객체의 인스턴스를 하나만 생성하여 전역적으로 접근할 수 있도록 보장하는 디자인 패턴입니다. 애플리케이션에서 설정 관리, 로깅, 데이터베이스 연결과 같은 전역적으로 공유해야 하는 리소스에 적합합니다.

2. 개념

Singleton 패턴의 핵심은 다음과 같습니다:

• 클래스의 인스턴스가 단 하나만 생성되도록 제한.
• 해당 인스턴스에 글로벌 접근점을 제공.

이 패턴은 정적 변수를 통해 인스턴스를 관리하며, 외부에서 생성자를 직접 호출하지 못하도록 private으로 제한합니다.

3. 예제

다음은 C#으로 작성된 Singleton 패턴의 간단한 구현 예제입니다:

public class Singleton
{
    private static Singleton _instance;
    private static readonly object _lock = new object();

    // Private constructor to prevent instantiation from outside
    private Singleton() { }

    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            lock (_lock)
            {
                if (_instance == null)
                {
                    _instance = new Singleton();
                }
            }
            return _instance;
        }
    }

    public void LogMessage(string message)
    {
        Console.WriteLine($"[Singleton Log]: {message}");
    }
}

// Usage
class Program
{
    static void Main()
    {
        Singleton.Instance.LogMessage("Hello, Singleton!");
    }
}

설명:

1. _instance: Singleton 객체를 담는 정적 변수.
2. _lock: 멀티스레드 환경에서 동시 접근 문제를 방지.
3. Private 생성자: 외부에서 객체 생성을 제한.
4. Instance 프로퍼티: Singleton 객체를 반환하며, 필요 시 초기화.

4. 주의점

• 결합도 증가: Singleton은 전역적으로 접근 가능하기 때문에 코드 흐름이 복잡해지고, 의존성을 파악하기 힘듭니다. 유지보수가 어려워질 수 있습니다.
• SRP(Single Responsibility Principle) 위반 가능성: Singleton 클래스가 너무 많은 역할을 맡는 슈퍼클래스가 되기 쉬워, 단일 책임 원칙이 깨질 위험이 있습니다.

5. 결론

Singleton 패턴은 자원을 효율적으로 관리하고 일관된 접근 방식을 제공합니다. 하지만, 남용하면 결합도를 높이고 테스트를 어렵게 만들 수 있으니 신중히 사용해야 합니다.

6. 관련 링크

• Singleton Pattern - Wikipedia

다이어그램