디자인 패턴 톺아보기 - Prototype Pattern

1. 프로토타입 패턴(Prototype Pattern) 이란?

GOF 에서 말하는 프로토타입 패턴의 목적은 아래와 같습니다.

Specify the kinds of objects to create using a prototypical instance, and create new objects by copying this prototype.

원형이 되는(prototypical) 인스턴스를 사용하여 생성할 객체의 종류를 명시하고, 이렇게 만든 견본을 복사해서 새로운 객체를 생성합니다.

1.1. 구조

Sample / Sequence Diagram

• Prototype
  • 자신을 복제하는 데 필요한 인터페이스를 정의합니다.
• ConcretePrototype
  • 자신을 복제하는 연산을 구현합니다.
• Client
  • 원형에 자기 자신의 복제를 요청하여 새로운 객체를 생성합니다.

1.2. 사용 방법

1. 사용자는 원형 클래스에 스스로 복제하도록 요청합니다.

1.3. 장/단점

• Advantages (+)
  • Allows adding and removing prototypes dynamically at run-time.
  • Allows instantiating dynamically loaded classes.
  • Provides a flexible alternative to Factory Method.
• Disadvantages (–)
  • Can make the implementation of the clone operation difficult.

1.4. 고려사항

• Consider the left design (problem):
  • Which object to create is specified at compile-time.
• Consider the right design (solution):
  • Which object to create is specified at run-time.

2. 프로토타입 패턴(Prototype Pattern) 사용예시

프로토타입 패턴은 제품의 생성, 복합, 표현 방법에 독립적인 제품을 만들고자 할 때 사용합니다.

• 인스턴스화할 클래스를 런타임에 지정할 때
• 제품 클래스 계통과 병력적으로 만드는 팩토리 클래스를 피하고 싶을 때
• 클래스의 인스턴스들이 서로 다른 상태 조합 중에 어느 하나일 때 원형 패턴을 씁니다. 이들을 미리 원형으로 초기화해 두고, 나중에 이를 복제해서 사용하는 것이 매번 필요한 상태 조합의 값들을 수동적으로 초기화하는 것보다 더 편리할 수도 있습니다.

2.1. GOF 패턴

2.1. Prototype

interface Prototype {
	Product clone();
}

2.1.2. ConcretePrototype

interface Product {
	String getName();
}

class Computer implements Product, Prototype {
	private String name;
	
	public Computer(String name) {
		this.name = name;
	}
	
	public Computer(Computer c) {
		this.name = c.getName();
	}
	
	@Override
	public Product clone() {
		return new Computer(this);
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
}

class Notebook implements Product, Prototype {
	private String name;
	
	public Notebook(String name) {
		this.name = name;
	}
	
	public Notebook(Notebook n) {
		this.name = n.getName();
	}
	
	@Override
	public Product clone() {
		return new Notebook(this);
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
}

2.1.3. Client

class Client {
	private Product product;
	private Prototype prototype;
	
	public Client(Prototype prototype) {
		this.prototype = prototype;
	}
	
	public void changePrototype(Prototype prototype) {
		this.prototype = prototype;
	}
	
	public String operation() {
		product = prototype.clone();
		return "Client Cloning " + prototype.getClass().getSimpleName() + ".\n[" + product.getName() + "] object copied.";
	}
}

2.1.4. Main

public class Main{
	public static void main(String[] args) {
		Client client = new Client(new Computer("Computer"));
		System.out.println(client.operation());
		client.changePrototype(new Notebook("Notebook"));
		System.out.println(client.operation());
	}
}

결과는 아래과 같습니다.

Client Cloning Computer.
[Computer] object copied.
Client Cloning Notebook.
[Notebook] object copied.

2.2. GOF 패턴 2

하나의 Client

참고 자료

• Prototype Pattern
• The GoF Design Patterns Reference.