Songzi Vong
개발자를 꿈꾸는 대학생
Backend를 공부하고 있습니다.

템플릿 메서드 패턴(Template Method Pattern)

Template Method Pattern

템플릿 메서드 패턴은 상위 클래스에서는 추상적으로 표현하고 그 구체적인 내용은 하위 클래스에서 결정하는 것이다. 자세히 말하자면 알고리즘의 골격을 정의한다고 할 수 있다.

알고리즘의 일부 단계를 하위 클래스에서 구현할 수 있고, 알고리즘의 구조는 그대로 유지하며 특정 단계를 서브 클래스에서 재정의 할 수도 있습니다.

템플릿 메서드 패턴 구조

Class Diagram

구현

구체적인 패턴 사용 방법이나 유형은 코드로 설명하도록 하겠다.

해당 코드는 템플릿 메서드 패턴을 사용하여 여러 교수님들이 수업하시는 것을 나타낸 것입니다.

Professor 추상 클래스

public abstract class Professor {
    public void startClass(){
        comeIn();
        callAttendance();
        teach();
        goOut();
    }

    public void comeIn(){
        System.out.println("교수님이 들어오신다.");
    }

    public void callAttendance(){
        System.out.println("교수님이 출석을 부르신다.");
    }

    public void goOut(){
        System.out.println("교수님이 나가신다.");
    }

    public abstract void teach();
}

교수님을 나타내는 추상클래스이다.

comIn(), goOut(), callAttendance()메서드는 각각 교수님이 들어오고, 출석부르고, 나가는 것을 나타낸 것이다. 이와 같은 것들은 모든 교수님들이 공통된 부분이기 때문에 구현을 해 놓았다.

teach()메서드는 추상 메서드로서 교수님들이 수업하시는 과목이 다르기 때문에 각각 하위 클래스에서 구현하도록 하였다.

startClass()는 템플릿 메서드로서 교수님이 수업을 하시는 전반적인 알고리즘을 정의해둔 것이다.

startClass()메서드에서 이미 추상 클래스에서 정의된 comIn(), goOut(), callAttendance()메서드는 공통적으로 실행이 되고, teach()메서드는 구현에 따라 나뉠 것이라는 것을 알 수 있다.

ProfessorPark, Lee, Jung 클래스

public class ProfessorPark extends Professor{
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("파이썬 수업을 합니다.");
    }
}
public class ProfessorLee extends Professor{
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("클라우드 컴퓨팅 수업을 합니다.");
    }
}
public class ProfessorJung extends Professor{
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("컴퓨터 네트워크 수업을 합니다.");
    }
}

해당 클래스들은 Professor 추상 클래스를 상속받아 구현하는 구현 클래스들입니다.

각각 교수님들의 수업 내용에 따라 teach()메서드가 구현되어 있음을 알 수 있습니다.

클라이언트 test

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ProfessorJung pj = new ProfessorJung();
        ProfessorLee pl = new ProfessorLee();
        ProfessorPark pp = new ProfessorPark();

        pj.startClass();
        System.out.println("==========================================");
        pl.startClass();
        System.out.println("==========================================");
        pp.startClass();
        System.out.println("==========================================");
    }
}
    /** 출력 결과
        * 교수님이 들어오신다.
        * 교수님이 출석을 부르신다.
        * 컴퓨터 네트워크 수업을 합니다.
        * 교수님이 나가신다.
        * ==========================================
        * 교수님이 들어오신다.
        * 교수님이 출석을 부르신다.
        * 클라우드 컴퓨팅 수업을 합니다.
        * 교수님이 나가신다.
        * ==========================================
        * 교수님이 들어오신다.
        * 교수님이 출석을 부르신다.
        * 파이썬 수업을 합니다.
        * 교수님이 나가신다.
        * ==========================================
        **/

해당 코드는 템플릿 메서드 패턴을 사용하여 교수님들이 수업하시는 것을 나타낸 예시 코드입니다.

여러명의 교수를 생성, 정의 한 후에 startClass()메서드를 실행시켜 각각의 행동을 파악할 수 있다.

템플릿 메서드인 startClass()를 통해서 전체적인 알고리즘을 정의해주고, 해당 알고리즘에서 변경이 필요한 부분은 추상 메서드를 통해서 구현하고 있음을 알 수 있다.

사용 이유

이와 같은 템플릿 메서드 패턴을 사용하는 이유는 여러가지 경우들이 있다.

그러한 여러가지 경우들을 지금부터 하나하나씩 살펴보도록 하곘다.

  1. 알고리즘의 특정 단계들만 확장가능해야하는 경우
    • 모놀리식 알고리즘을 개별 단계들로 전환 가능함
    • 부모 클래스에서 정의된 구조를 그대로 유지하며 자식 클래스에 쉽게 확장될 수 있음
  2. 전체 알고리즘이나 알고리즘 구조는 확장하지 못하게 하는 경우
  3. 중복되는 알고리즘을 포함하는 여러 클래스가 있는 경우
    • 유사한 구현들이 있는 단계들은 부모 클래스로 묶을 수 있음
    • 코드 중복을 제거 가능함

위와 같은 경우에 많이 사용되고 있으며 코드 중복을 제거하고, 알고리즘 이외의 변경에 영향을 덜 받을 수 있다는 장점이 존재한다.

단점

  • 일부 클라이언트는 제공된 알고리즘 골격에 제한될 수 있다.
  • 알고리즘 구조가 복잡할수록 형태를 유지하기 어렵고, 추상 메서드가 많아지면 클래스 관리가 어려워진다.

결론

템플릿 메서드 패턴은 특정 작업을 처리하는 일부를 서브 클래스로 캡슐화하여 전체 구조를 바꾸지 않고 일부만 수정하는 패턴이다.

이는 디자인 패턴이라고 하기도 과하다는 생각이 될 정도로 객체지향 언어로 개발을 진행할 때 무의식적으로 사용하고 있는 패턴입니다.

그렇기 때문에 어려운 내용이 전혀 없기 때문에 한 번 더 읽어보고 넘어간다고 생각하며 공부하면 좋을 것 같다.

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