Songzi Vong
개발자를 꿈꾸는 대학생
Backend를 공부하고 있습니다.

반복자 패턴(Iterator Pattern)

Iterator Pattern

반복자 패턴은 반복이 필요한 자료구조를 모두 동일한 인터페이스를 통해 순차적인 접근을 제공하는 패턴이다. 이때 클라이언트는 반복이 필요한 자료구조를 모두 동일한 인터페이스를 통해서 접근을 할 수가 있다.

반복자 패턴 구조

Class Diagram

구현

구체적인 패턴 사용 방법이나 유형은 코드로 설명하도록 하겠다.

해당 코드는 반복자 패턴을 사용해서 장바구니에 화장품을 골라 담은 후 결제할 때 순서없이 꺼내는 것을 보여주는 코드입니다.

Cosmetic 클래스

public class Cosmetic {
    private String name;

    public Cosmetic(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

화장품을 나타내는 클래스이다.

화장품의 이름을 반환시키는 메서드가 존재한다.

Aggregate 인터페이스

public interface Aggregate {
    public Iterator createIterator();
}

여러 요소를 가지고 있는 집합체에 대한 인터페이스이다.

집합체를 생성해주는 메서드를 가지고 있다.

Iterator 인터페이스

public interface Iterator {
    public boolean hasNext();
    public Object next();
}

집합체의 요소들을 탐색하기 위한 인터페이스이다.

집합체를 검색하기 위한 메서드를 가지고 있다.

ShoppingBasket 클래스

public class ShoppingBasket implements Aggregate{
    public List<Cosmetic> cosmetics;

    public ShoppingBasket(){
        this.cosmetics = new ArrayList<>();
    }

    public void addCosmetic(String name){
        Cosmetic cosmetic = new Cosmetic(name);
        cosmetics.add(cosmetic);
    }

    @Override
    public Iterator createIterator() {
        return new ShoppingBasketIterator(this.cosmetics);
    }
}

장바구니에 대한 클래스이다.

장바구니에 화장품을 담아주는 메서드를 가지고 있다. 해당 클래스는 List를 사용하여 Cosmetic클래스를 인자로 가지고 관리하고 있다.

Aggregate 인터페이스를 구현하고 있다. ShoppingBasketIterator클래스를 만들어서 ShoppingBasket클래스에서 생성된 요소를 검색하려 하고 있다.

ShoppingBasket 클래스

public class ShoppingBasketIterator implements Iterator{
    private List<Cosmetic> cosmetics;
    int index = 0;

    public ShoppingBasketIterator(List<Cosmetic> cosmetics) {
        this.cosmetics = cosmetics;
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        return index < cosmetics.size();
    }

    @Override
    public Object next() {
        if (hasNext())
            return cosmetics.get(index ++);
        return null;
    }
}

ShoppingBasket클래스의 검색을 위한 클래스이다.

Iterator 인터페이스를 구현하고 있다. ShoppingBasket클래스의 List의 요소의 갯수에 따라 넘어가며 검색해주는 메서드들을 구현한다.

클라이언트 test

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ShoppingBasket shoppingBasket = new ShoppingBasket();

        shoppingBasket.addCosmetic("토너");
        shoppingBasket.addCosmetic("로션");
        shoppingBasket.addCosmetic("크림");

        Iterator it = shoppingBasket.createIterator();
        while (it.hasNext()){
            Cosmetic cosmetic = (Cosmetic) it.next();
            System.out.println("화장품 : " + cosmetic.getName());
        }
    }
}
    /** 출력 결과
        * 화장품 : 토너
        * 화장품 : 로션
        * 화장품 : 크림
        **/

해당 코드는 반복자 패턴을 사용하는 사용자 입장에서의 코드입니다.

ShoppingBasket클래스를 선언하여 장바구니를 만듭니다.

해당 장바구니에 화장품을 하나씩 추가해준다.

Iterator를 선언한 후 장바구니에 대한 검색을 가능하게 한다. while문을 통해서 장바구니 안을 하나씩 확인해가며 출력해주는 것이다.

사용 이유

이와 같은 반복자 패턴을 사용하는 이유는 여러가지 경우들이 있다.

그러한 여러가지 경우들을 지금부터 하나하나씩 살펴보도록 하곘다.

  1. 순회 코드의 중복을 줄이고 싶은 경우
  2. 클라이언트가 구현 내용을 모르게 하고 싶은 경우
    • 컬렉션이 복잡한 데이터 구조를 가지더라도 반복자 패턴을 통하여 숨길 수 있기 떄문에 사용된다.
  3. 사전에 데이터 구조가 알려지지 않은 경우
    • 데이터 구조를 미리 알 수 없을 때 반복자 패턴을 사용하면 어떤 구조든지 상관없이 받을 수 있다.

위와 같은 상황들에 반복자 패턴을 적용하여, 단일책임의 원칙, 개방폐쇄의 원칙등을 지킬 수 있으며 코드의 응집도 또한 높여주어 사용되고 있다.

단점

  • 어떠한 특정 위치의 요소에 바로 접근해야 하는 경우에는 해당 패턴이 비효율적일 수도 있다.
  • 간단한 컬렉션인 경우에는 반복자 패턴을 적용하면 오히려 성능이 감소할 수 있다.

결론

반복자 패턴은 반복이 필요한 자료구조에 상관없이 반복이 가능하게 하는 패턴으로, Iterator 인터페이스를 사용해서 패턴을 사용할 수 있다.

여러 언어에서 이미 규정되어 있는 메서드들을 사용해왔기 때문에, 간단하게 코드를 작성하고 이해하고 넘어간 패턴이다.

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