[디자인패턴/Design Pattern] Template Method 패턴 / 템플릿 메소드 패턴

관련 내용은 [자바 언어로 배우는 디자인 패턴 입문] 이라는 책의 공부 내용을 개인적으로 정리한 내용입니다.
처음 배우는 부분이기 때문에 틀린 부분이 있다면 지적해주시면 감사하겠습니다.

1. Template Method 패턴이란?

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동작 상의 알고리즘의 프로그램 뼈대를 정의하는 행위 디자인 패턴으로써, 알고리즘의 구조를 변경하지 않고 알고리즘의 특정 단계를 다시 정의할 수 있게 해주는 패턴방식.

즉, 공통되는 부분은 추상클래스로 정의된 상위 클래스에서 구현을하고, 재정의가 필요한 부분은 추상메소드로 선언합니다.

2. Template Method 패턴의 등장 인물

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이번 포스팅에서 사용될 요소들의 역할입니다.

• AbstractClass ( 추상 클래스 ) 의 역할
  1. 템플릿 메소드를 구현하고, 그 템플릿 메소드에서 사용하는 추상 메소드를 선언합니다.
  2. 추상 메소드는 하위 클래스인 ConcreateClass 역할에 의해 구현됩니다.
• ConcreteClass ( 구현 클래스 ) 의 역할
  1. AbstractClass 역할에서 정의되어 있는 추상 메소도를 구체적으로 구현합니다.
  2. 구현한 메소드는 AbstractClass역의 템플릿 메소드에서 호출됩니다.

Template Method 패턴의 클래스 다이어그램

3. 예제

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이제 Template Method의 예제로 좀 더 내용을 구체화 해보겠습니다.

예제에서 사용될 클래스 다이어그램

Animal 클래스

추상 클래스로써 name(), bark() 는 추상메소드로 정의하고, display()메소드만 구현해놨습니다.

public abstract class Animal {
    public abstract void name();
    public abstract void bark();

    public final void display() {
        name();
        bark();
    }
}

Dog 클래스

앞서 추상클래스로 정의한 Animal클래스를 상속받아서 추상 메소드들을 재정의 해줍니다.

public class Dog extends Animal{
    @Override
    public void name() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("name : dog");
    }
    @Override
    public void bark() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("bowwow!!");
    }
}

Cat 클래스

앞서 추상클래스로 정의한 Animal클래스를 상속받아서 추상 메소드들을 재정의 해주고, 추가로 walk()메소드를 추가합니다.

public class Cat extends Animal{
    @Override
    public void name() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("name : cat");
    }

    @Override
    public void bark() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("meow meow");
        System.out.println("meow meow");
    }

    public void walk() {
        System.out.println("산책 따위");
    }
}

Main 클래스

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a1 = new Dog();
        Animal a2 = new Cat();

        a1.display();
        a2.display();
    }
}

실행 결과

name : dog
bowwow!!
name : cat
meow meow
meow meow

람다로 리팩토링

위 예제에서 기존에 cat에는 walk() 메서드가 추가되었습니다. 해당 메서드는 () -> void 의 시그니처를 가지기 때문에 해당 시그니처를 가지는 인터페이스를 추가해줍니다.

@FunctionalInterface
public interface TemplateFunctionalInterface {
    void display();
}

그다음 Animal클래스를 조금 수정해줍니다.

public abstract class Animal {
    public abstract void name();
    public abstract void bark();

    public final void display(TemplateFunctionalInterface templateFunctionalInterface) {
        name();
        bark();
        templateFunctionalInterface.display();
    }
}

마지막으로 사용 단계에서 필요한 로직을 구현해줍니다.

public static void main(String[] args) {
        Animal a1 = new Dog();
        Animal a2 = new Cat();

        a1.display(()-> System.out.println("산책을 좋아합니다"));
        a2.display(()->System.out.println("산책 따위"));
    }

그렇다면 왜 이렇게 사용하는 것일까?

이유는 간단합니다.

1. 로직을 공통화 합니다.
   • Template Method를 사용하지 않고 공통되는 로직을 모든 클래스에 복사&붙여넣기로 작성했다고 가정합니다. 이때 공통 로직중 치명적인 오류가 발생해서 수정해야 하는 상황이 생긴다면?? 해당 디자인 패턴을 사용할 경우, AbstractClass의 공통 로직 부분만 수정하면 되는 반면, 복사&붙여넣기는 모든 클래스에 해당 로직을 수정해야합니다.
2. 하위 클래스를 상위 클래스와 동일시한다.
   • Dog클래스와 Cat클래스는 서로 다른 타입이지만 하나의 Animal이라는 타입에 대입이 가능합니다. 이때 instanceof등으로 하위 클래스의 종류를 특정하지 않아도 프로그램이 작동하도록 만드는게 좋습니다.

4. 관련 패턴

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1. Factory Method 패턴 : Template Method 패턴을 인스턴스 생성에 응용한 패턴 link
2. Strategy 패턴 : Template Method처럼 상속으로 흐름을 컨트롤하는게 아닌, 위임 을 통해 알고리즘 전체를 완전히 바꾸는 방식 link

5. 비교하기

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디자인 패턴을 배우다 보니까Strategy ,Template Method가 얼핏 보면 비슷하다고 느낌이 들어서 차이점을 정리합니다.

• Strategy : 알고리즘을 구성으로 사용.유연성link
• Template Method : 알고리즘을 서브클래스에서 일부 지정할 수 있으면서 재사용이 가능, 하지만 의존성이 크다는 문제가 발생.재사용link