3장 - 애플리케이션 설계 | 섹션22. 코드, 섹션23. 디자인 패턴

2024년도 시나공 필기 책 내용 정리

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섹션22. 코드

 

1. 코드(Code)의 개요

 

• 컴퓨터를 이용하여 자료를 처리하는 과정에서 분류, 조합 및 집계를 용이하게 하고, 특정 자료의 추출을 쉽게 하기 위해서 사용하는 기호
• 정보를 신속, 정확, 명료하게 전달할 수 있게 해야 함
• 일정한 규칙에 따라 작성되며, 정보 처리의 효율과 처리된 정보의 가치에 많은 영향을 미침
• 일반적인 코드의 예로 주민번호, 학번, 전화번호 등이 있음

코드의 주요 기능

식별 기능	데이터 간의 성격에 따라 구분이 가능함
분류 기능	특정 기준이나 동일한 유형에 해당하는 데이터를 그룹화 할 수 있음
배열 기능	의미를 부여하여 나열할 수 있음
표준화 기능	다양한 데이터를 기준에 맞추어 표현할 수 있음
간소화 기능	복잡한 데이터를 간소화 할 수 있음

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2. 코드의 종류

순차 코드 (Sequence Code)	자료의 발생 순서, 크기 순서 등 일정 기준에 따라서 최초의 자료부터 차례로 일련번호를 부여하는 방법으로 순서코드 또는 일련번호 코드라고도 함
블록 코드 (Block Code)	코드화 대상 항목 중에서 공통성이 있는 것끼리 블록으로 구분하고, 각 블록 내에서 일련번호를 부여하는 방법으로 구분 코드라고도 함
10진 코드 (Decimal Code)	코드화 대상 항목을 0 ~ 9 까지 10진 분할하고 다시 그 각각에 대하여 10진 분할하는 방법을 필요한 만큼 반복하는 방법으로 도서 분류식 코드라고도 함
그룹 분류 코드 (Group Classification)	코드화 대상 항목을 일정 기준에 따라 대분류, 중분류, 소분류 등으로 구분하고 각 그룹 안에서 일련번호를 부여하는 방법
연상 코드 (Mnemonic Code)	코드화 대상 항목의 명칭이나 약호와 관계있는 숫자나 문자, 기호를 이용하여 코드를 부여하는 방법
표의 숫자 코드 (Significant Digit Code)	코드화 대상의 항목의 성질 즉 길이, 넓이, 부피, 지름, 높이 등의 물리적 수치를 그대로 코드에 적용시키는 방법으로 유효 숫자 코드라고도 함
합성 코드 (Combined Code)	필요한 기능을 하나의 코드로 수행하기 어려운 경우 2개 이상의 코드를 조합하여 만드는 방법

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3. 코드 부여 체계

 

• 이름만으로 개체의 용도와 적용 범위를 알 수 있도록 코드를 부여하는 방식
• 각 개체에 유일한 코드를 부여하여 개체들의 식별 및 추출을 용이하게 함
• 코드를 부여하기 전에 각 단위 시스템의 고유한 코드와 개체를 나타내는 코드 등이 정의되어야 함
• 코드 부여 체계를 담당하는 자는 코드의 자릿수와 구분자, 구조 등을 상세하게 명시해야함

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섹션22. 디자인 패턴

 

1. 디자인 패턴(Design Pattern)의 개요

 

• 각 모듈의 세분화된 역할이나 모듈들 간의 인터페이스와 같은 코드를 작성하는 수준의 세부적인 구현 방안을 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 도는 예제를 의미
• 문제 및 배경, 실제 적용된 사례, 재사용이 가능한 샘플 코드 등으로 구성되어있음
• '바퀴를 다시 발명하지 마라'라는 말과 같이, 개발 과정 중에 문제가 발생하면 새로 해결책을 구상하는 것보다 문제에 해당하는 디자인패턴을 참고하여 적용하는 것이 더 효율적임
• 한 패턴에 변형을 가하거나 특정 요구사항을 반영하면 유사한 형태의 다른 패턴으로 변화되는 특징이 있음
• 1995년 GoF(Gang of Four)라고 불리는 에릭 감마, 리차드 헬름, 랄프 존슨, 존 블리시디스가 처음으로 구체화 및 체계화 하였음
• GoF 디자인 패턴은 수많은 디자인 패턴들 중 가장 일반적인 사례에 적용될 수 있는 패턴들을 분류하여 정리함으로써, 지금까지도 소프트웨어 공학이나 현업에서 가장 사용되는 디자인 패턴임
• GoF 디자인 패턴은 유형에 따라 생성 패턴 5개, 구조 패턴 7개, 행위 패턴 11개 총23개의 패턴으로 구성됨

아키텍처 패턴 vs 디자인 패턴

 

• 모두 소프트웨어 설계를 위한 참조 모델이지만 아키텍처 패턴은 디자인 패턴보다 상위 수준의 설계에 사용됨
• 아키텍처 패턴이 전체 시스템의 구조를 설계하기 위한 참조 모델이라면, 디자인 패턴은 서브시스템에 속하는 컴포넌트들과 그 관계를 설계하기 위한 참조 모델
• 몇몇 디자인 패턴은 특정 아키텍처패턴을 구현하는데 유용하게 사용됨

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2. 디자인 패턴 사용의 장, 단점

 

• 범용적인 코딩 스타일로 인해 구조 파악이 용이하고 객체지향 설계 및 구현의 생산성을 높이는데 적합함
• 검증된 구조의 재사용을 통해 개발시간과 비용이 절약됨
• 초기 투자 비용이 부담될 수 있음
• 개발자 간의 원할한 의사소통이 가능
• 설계 변경 요청에 대한 유연한 대처가 가능
• 객체지향을 기반으로 한 설계와 구현을 다루므로 다른 기반의 애플리케이션 개발에는 적합하지 않음

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3. 생성 패턴(Creational Pattern)

 

• 객체 생성의 관련과 관련된 패턴으로 5개의 패턴이 있음
• 객체의 생성과 참조 과정을 캡슐화하여 객체가 생성되거나 변경되어도 프로그램의 구조에 영향을 크게 받지 않도록 하여 프로그램에 유연성을 더해줌

추상 팩토리 (Abstract Factory)	구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관 및 의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능
빌더 (Builder)	작게 분리된 인스턴스를 건축하듯이 조합하여 객체를 생성 객체의 생성 과정과 표현방법을 분리하고 있어 동일한 객체 생성에서도 서로 다른 결과를 만들어 낼 수 있음
팩토리 메소드 (Factory Method)	객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴 상위 클래스에서 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브 클래스가 담당 가상 생성자(Virtual Constructor)패턴이라고도 함
프로토타입 (Prototype)	원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴 일반적인 방법으로 객체를 생성하며 비용이 큰 경우 주로 이용
싱글톤 (Singleton)	하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만 여러 프로세스가 동시에 참조 할 수는 없음 클래스 내에서 인스턴스가 하나뿐임을 보장하며 불필요한 메모리 낭비를 최소화 할 수 있음

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4. 구조 패턴(Structural Pattern)

 

• 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만들 수 있게 해주는 패턴으로 총 7개의 패턴이 있으며 구조가 복잡한 시스템을 개발하기 쉽게 도와줌

어댑터 (Adapter)	호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해주는 패턴 기존의 클래스를 이용하고 싶지만 인터페이스가 일치하지 않을 때 이용함
브리지 (Bridge)	구현부에서 추상층을 분리하여 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴 기능과 구현을 두 개의 별도 클래스로 구현
컴포지트 (Composite)	여러 객체를 가진 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴 객체들을 트리 구조로 구성하여 디렉터리 안에 디렉터리가 있듯이 복합 객체 안에 복합 객체가 포함되는 구조를 구현할 수 있음
데코레이터 (Decorator)	객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴 임의의 객체에 부가적인 기능을 추가하기 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식으로 구현
퍼싸드 (Facade)	복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴
플라이웨이트 (Flyweight)	인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고 가능한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴
프록시 (Proxy)	접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴 네트워크 연결, 메모리의 대용량 객체로의 접근 등에 주로 이용됨

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5. 행위 패턴(Behavioral Pattern)

 

• 클래스나 객체들이 서로 상호작용 하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의 하는 패턴으로 총 11개의 패턴이 있음
• 하나의 객체로 수행할 수 없는 작업을 여러 객체로 분배하면서 결합도를 최소화 할 수 있도록 도와줌

책임 연쇄 (Chain of Responsibility)	요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴 요청을 처리할 수 있는 각 객체들이 고리(Chain)로 묶여 있어 요청이 해결 될 때까지 고리를 따라 책임이 넘어감
커맨드 (command)	요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴 요청에 사용되는 각종 명령어들을 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화 함
인터프리터 (Interpreter)	언어에 문법 표현을 정의하는 패턴 SQL이나 통신 프로토콜과 같은 것을 개발할 때 사용
반복자 (Iterator)	자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴 내부 표현 방법의 노출 없이 순차적인 접근이 가능함
중재자 (Mediator)	수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용(Interface)을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴 객체 사이의 의존성을 줄여 결합도를 감소시킬 수 있음 중재자는 객체 간의 통제와 지시의 역할을 수행함
메멘토 (Memento)	특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴 Ctrl + Z 와 같은 되돌리기 기능을 개발할 때 주로 이용
옵서버 (Observer)	한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴 주로 분산된 시스템 간에 이벤트를 생성, 발행하고 이를 수신해야 할 때 이용
상태 (State)	객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴 객체 상태를 캡슐화하고 이를 참조하는 방식으로 처리
전략 (Strategy)	동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용할 수 있으며, 클라이언트에 영향 없이 알고리즘의 변경이 가능함
템플릿 메소드 (Template Method)	상위 클래스에서 골격을 정의하고 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴 유사한 서브 클래스를 묶어 공통된 내용을 상위 클래스에서 정의함으로써 코드의 양을 줄이고 유지보수를 용이하게 해줌
방문자 (Visitor)	각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴 분리된 처리 기능은 각 클래스를 방문(Visit)하여 수행함