Strategy 패턴

Posted Oct 20, 2024

By GAGA

11 min read

전략 패턴 (Strategy Pattern) 이란?

전략 패턴은 전략을 쉽게 바꿀 수 있도록 해주는 디자인 패턴이다.
전략이란, 어떤 목적을 달성하기 위해 일을 수행하는 방식, 비즈니스 규칙, 문제를 해결하는 알고리즘
같은 문제를 해결하는 여러 알고리즘이 클래스별로 캡슐화되어 있다.
- 필요할 때 교체할 수 있도록 함으로써 동일한 문제를 다른 알고리즘으로 해결할 수 있게 하는 디자인 패턴
특히 게임 프로그래밍에서 게임 캐릭터가 자신이 처한 상황에 따라 공격이나 행동하는 방식을 바꾸고 싶을 때 전략 패턴은 매우 유용하다.

전략 패턴 예시

[로봇 만들기]

아톰과 태권V를 만들어보자.

두 로봇은 공격 기능과 이동 기능이 있다.

	아톰	태권V
공격 기능	펀치 공격	미사일 공격
이동 기능	비행 가능	걷기

위와 같은 기능을 탑재할 수 있게 클래스 다이어그램을 설계했다.

추상 클래스인 로봇에 공격 기능 attack과 이동 기능 move를 정의했다.
- 구체 클래스인 아톰과 태권V가 구현하게 했다.

Robot.java

  
public abstract class Robot {
    private String name;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public abstract void attack();
    public abstract void move();
}

추상 클래스 Robot에 추상메서드 attack, move를 정의했다.

Atom.java

  
public class Atom extends Robot{
    public Atom(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("펀치 공격 가능하다.");
    }

    @Override
    public void move() {
        System.out.println("날 수 있다.");
    }
}

TaekwonV.java

  
public class TaekwonV extends Robot{
    public TaekwonV(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("미사일 공격 가능하다.");
    }

    @Override
    public void move() {
        System.out.println("걸을 수만 있다.");
    }
}

아톰과 태권V는 로봇의 하위 클래스이다.
아톰의 경우, attack 메서드에 펀치 공격 가능, move 메서드에 날 수 있다고 나타냈다.
태권V의 경우, attack 메서드에 미사일 공격 가능, move 메서드에 걸을 수만 있음을 나타냈다.

Solution.java [클라이언트 코드]

  
public class Solution {
    public static void main(String[] args) {
        // 아톰, 태권 V를 생성
        Robot atom = new Atom("아톰");
        Robot taekwonV = new TaekwonV("태권V");
        
        System.out.println(atom.getName());
        // 각 메서드 호출
        atom.move();
        atom.attack();
  
        System.out.println(taekwonV.getName());
        taekwonV.move();
        taekwonV.attack();
    }
}

output

아톰
펀치 공격 가능하다.
날 수 있다.

태권V
미사일 공격 가능하다.
걸을 수만 있다.

딱히 문제 될 건 없는 것 같은데?

지금까지 설계한 클래스의 문제점을 살펴보자.

[문제점 1]

예를 들어, 아톰이 날 수는 없고 오직 걸을수만 있도록 만들고 싶다면?

  
public class Atom extends Robot{
    public Atom(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("펀치 공격 가능하다.");
    }

    @Override
    public void move() {
        // 날 수 없도록 수정 : 날 수 있다. -> 걸을 수만 있다.
        System.out.println("걸을 수만 있다.");
    }
}

새로운 기능으로 변경 시, 기존 코드의 내용을 수정해야 한다.
- OCP(Open-Closed Principle) 개방 폐쇄 원칙 위반
또한 Atom 클래스의 move 메서드와 TaekwonV 클래스의 move 메서드가 중복되는 상황 발생.
만약 걷는 방식에 문제가 있거나 새로운 방식으로 수정하려면?
- 모든 중복된 코드를 일관성 있게 변경해야 한다.
- 유지 보수 면에서 좋지 않다.

[문제점 2]

현재 설계는 로봇 자체가 캡슐화 단위이므로 새로운 로봇을 추가하기가 매우 쉽다.
그러나, 새로운 로봇에 기존의 공격 또는 이동 방법을 추가하거나 변경하려고 하면 문제가 발생한다.
가령, 마징가Z 로봇에 태권V의 미사일 공격 기능을 사용하려고 한다면?
- TaekwonV 클래스의 attack 메서드가 중복해서 사용된다.
- 중복 코드는 나중에 심각한 문제를 일으킨다.

[해결책]

우선 로봇 설계에서 문제를 해결하려면 무엇이 변화되었는지 찾아야 한다.
- 변화된 것을 찾은 후에, 이를 클래스로 캡슐화해야 한다.
로봇이 변화되면서 문제를 일으키는 요인은 이동 방식과 공격 방식의 변화다.
- 새로운 방식의 이동 및 공격 기능이 계속해서 추가 될 수 있을텐데…
- (1) 기존의 로봇이나 새로운 로봇이 이러한 기능을 별다른 코드 변경 없이 제공받아야 한다.
- (2) 기존의 공격이나 이동 방식을 다른 공격이나 이동 방식으로 쉽게 변경할 수 있어야 한다.
캡슐화하려면, 이동 방식과 공격 방식을 담은 구체적인 클래스들을 은닉해야 한다.
공격과 이동을 위한 인터페이스를 각각 만들고, 이들을 실제 구현한 클래스를 만들어야 한다.

[개선된 설계]

새로운 공격 방식이 개발되어 현재 로봇에 제공할 경우…
- AttackStrategy 인터페이스가 변화에 대한 일종의 방화벽 역할을 수행한다.
- Robot 클래스 변경을 차단한다.
새로운 기능의 추가가 기존의 코드에 영향을 미치지 못하므로 OCP를 만족하는 설계가 된다.

[개선 된 최종 소스 코드]

Robot.java

  
public abstract class Robot {
    private String name;
    private MovingStrategy movingStrategy; // 이동 전략
    private AttackStrategy attackStrategy; // 공격 전략

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void move() {
        movingStrategy.move();
    }

    public void attack() {
        attackStrategy.attack();
    }

    public MovingStrategy getMovingStrategy() {
        return movingStrategy;
    }
		
    // 각각 public한 set함수를 두었다.
    public void setMovingStrategy(MovingStrategy movingStrategy) {
        this.movingStrategy = movingStrategy;
    }

    public AttackStrategy getAttackStrategy() {
        return attackStrategy;
    }

    public void setAttackStrategy(AttackStrategy attackStrategy) {
        this.attackStrategy = attackStrategy;
    }
}

MovingStrategy.java / AttackStrategy.java

  
public interface MovingStrategy {
    public void move();
}

public interface AttackStrategy {
    public void attack();
}

MovingStrategy 이동전략은 추상메서드 move를 포함한다.
AttackStrategy 공격전략은 추상메서드 attack을 포함하는 인터페이스로 둔다.

WalkingStrategy.java / FlyingStrategy.java / MissileStrategy.java / PunchStrategy.java

  
public class WalkingStrategy implements MovingStrategy {
    @Override
    public void move() {
        System.out.println("걸을 수만 있다.");
    }
}

public class FlyingStrategy implements MovingStrategy {
    @Override
    public void move() {
        System.out.println("날 수 있다.");
    }
}

public class MissileStrategy implements AttackStrategy {
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("미사일 공격 가능하다.");
    }
}

public class PunchStrategy implements AttackStrategy {
    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("펀치 공격 가능하다.");
    }
}

이동전략을 구현한 걷기전략, 비행전략을 클래스로 만들었다.
공격전략을 구현한 미사일전략, 펀치전략을 클래스로 만들었다.

Solution.java [클라이언트 코드]

  
public class Solution {

    public static void main(String[] args) {
        // 아톰과 태권V를 생성
        Robot atom = new Atom("아톰");
        Robot taekwonV = new TaekwonV("태권V");
        
        // 그리고, 이동전략 공격전략을 셋팅한다.
        atom.setMovingStrategy(new FlyingStrategy());
        atom.setAttackStrategy(new PunchStrategy());
        
        taekwonV.setMovingStrategy(new WalkingStrategy());
        taekwonV.setAttackStrategy(new MissileStrategy());
        
        System.out.println(atom.getName());
        atom.move();
        atom.attack();

        System.out.println(taekwonV.getName());
        taekwonV.move();
        taekwonV.attack();
    }
}

아톰의 이동전략을 비행가능에서 걷기만 가능으로 변경하려면 아톰 클래스의 수정 없이 클라이언트 코드에서 전략만 수정하면 된다.

💡 핵심 정리

전략패턴은 스위치를 전환하듯 전략을 바꿔서 같은 문제를 다른 방법으로 해결하기 쉽게 만들어주는 패턴
예시에서는 Robot 코드의 수정 없이 이동 전략, 공격 전략을 변경할 수 있었다.

디자인 패턴

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