디자인 패턴

디자인 패턴은 크게 생성(Creational), 구조(Structural), 행위(Behavioral) 패턴으로 나뉘고, 각각 여러 개의 패턴으로 구성되어 있다.

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1. 생성 패턴 (Creational Patterns)

객체 생성 과정을 캡슐화하여 객체 생성 방식의 유연성과 재사용성을 높이는 패턴들이다.

① 싱글톤 (Singleton)

• 특정 클래스의 인스턴스가 단 하나만 존재하도록 제한하는 패턴
• getInstance()를 사용하여 객체를 반환
• ex) 데이터베이스 연결, 로깅 시스템

② 팩토리 메서드 (Factory Method)

• 객체 생성을 서브클래스에서 결정하도록 하는 패턴
• 부모 클래스는 인터페이스를 제공하고, 실제 객체 생성은 자식 클래스에서 구현
• ex) 여러 유형의 적(enemy)을 생성하는 게임

③ 추상 팩토리 (Abstract Factory)

• 연관된 객체들의 그룹을 생성하는 패턴
• 개별 객체가 아니라 객체 군을 생성하는데 사용됨
• ex) Windows, macOS UI 요소를 생성하는 GUI 라이브러리

④ 빌더 (Builder)

• 복잡한 객체 생성을 단계별로 수행할 수 있도록 하는 패턴
• Director가 Builder를 이용하여 객체 생성
• ex) 캐릭터 생성기, JSON 파서

⑤ 프로토타입 (Prototype)

• 기존 객체를 복사(clone)하여 새로운 객체를 생성하는 패턴
• new 키워드를 직접 사용하지 않고 객체를 복사하여 생성
• ex) 유닛 복제, 게임에서 스킬 사본 생성

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2. 구조 패턴 (Structural Patterns)

객체나 클래스를 조합하여 더 큰 구조를 만드는 패턴으로, 유지보수성과 확장성을 높인다.

① 어댑터 (Adapter)

• 호환되지 않는 인터페이스를 변환하여 기존 코드와 연결하는 패턴
• ex) 게임 패드 입력을 키보드 입력처럼 처리

② 브리지 (Bridge)

• 구현과 추상화를 분리하여 독립적으로 확장할 수 있도록 하는 패턴
• ex) 여러 그래픽 API(OpenGL, DirectX)에 대응하는 렌더링 엔진

③ 컴포지트 (Composite)

• 객체를 트리 구조로 구성하여 계층 구조를 만들고, 클라이언트가 단일 객체와 동일하게 다룰 수 있도록 함
• ex) UI 요소(버튼, 패널, 창 등)

④ 데코레이터 (Decorator)

• 기존 객체에 기능을 동적으로 추가하는 패턴
• ex) RPG 게임에서 아이템 효과 추가(강화, 마법 부여)

⑤ 퍼사드 (Facade)

• 복잡한 서브 시스템을 단순화하여 쉽게 접근할 수 있도록 하는 패턴
• ex) 게임 엔진에서 복잡한 렌더링 시스템을 감싸는 API

⑥ 플라이웨이트 (Flyweight)

• 많은 수의 유사한 객체를 공유하여 메모리를 절약하는 패턴
• ex) 대규모 RTS 게임에서 수많은 유닛을 관리할 때

⑦ 프록시 (Proxy)

• 객체에 대한 접근을 제어하기 위해 대리 객체를 사용하는 패턴
• ex) 가상 프록시(리소스가 많은 객체의 로딩을 지연)

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3. 행위 패턴 (Behavioral Patterns)

객체 간의 상호작용과 책임 분배를 정의하는 패턴이다.

① 옵저버 (Observer)

• 객체의 상태 변화가 있을 때, 관련된 객체들(구독자)에게 자동으로 알림을 보내는 패턴
• ex) 이벤트 시스템(게임에서 체력바 UI가 플레이어의 체력에 반응)

② 스트래티지 (Strategy)

• 행위를 캡슐화하여 동적으로 교체할 수 있도록 하는 패턴
• ex) AI의 이동 방식 변경(추적, 회피, 정찰 등)

③ 커맨드 (Command)

• 요청을 객체로 캡슐화하여 실행 취소(Undo) 기능을 쉽게 구현하는 패턴
• ex) 게임 내에서 실행 취소 기능

④ 스테이트 (State)

• 객체의 상태에 따라 동작이 바뀌는 패턴
• ex) 플레이어의 상태(이동, 점프, 공격)에 따라 다른 행동 수행

⑤ 체인 오브 리스폰서빌리티 (Chain of Responsibility)

• 요청을 여러 개의 처리 객체가 연쇄적으로 처리하는 패턴
• ex) 로그 레벨별 로깅 시스템

⑥ 메멘토 (Memento)

• 객체의 상태를 저장하고 복원하는 패턴(Undo, Redo)
• ex) 세이브/로드 기능

⑦ 인터프리터 (Interpreter)

• 특정 언어의 문법을 해석하는 패턴
• ex) 게임에서 스크립트 엔진 사용

⑧ 미디에이터 (Mediator)

• 객체 간의 직접적인 상호작용을 줄이고, 중앙에서 통제하는 패턴
• ex) 채팅 시스템(모든 유저가 채널을 통해 메시지를 주고받음)

⑨ 비지터 (Visitor)

• 객체 구조를 변경하지 않고 새로운 연산을 추가하는 패턴
• ex) 게임에서 각종 효과 적용(버프, 디버프)

⑩ 템플릿 메서드 (Template Method)

• 알고리즘의 구조를 정의하고 세부적인 구현은 서브클래스에서 결정하는 패턴
• ex) 몬스터 AI의 공격 패턴

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요약

패턴 종류	대표 패턴	특징
생성 패턴	싱글톤, 팩토리, 빌더	객체 생성을 유연하게 함
구조 패턴	어댑터, 데코레이터, 퍼사드	객체 간 관계를 구조적으로 설계
행위 패턴	옵저버, 스트래티지, 커맨드	객체 간 협력과 행동 정의