[Design Pattern] 팩토리 패턴(Factory Pattern)

탬플릿 메소드 패턴(template method pattern)

소프트웨어 공학에서 동작 상의 알고리즘의 프로그램 뼈대를 정의하는 행위 디자인 패턴
알고리즘의 구조를 변경하지 않고 알고리즘의 특정 단계들을 다시 정의할 수 있게 해준다
- base class가 알고리즘 구조의 주요 골조를 확립
- subclass가 나머지 부분을 채워주면서 특정 알고리즘을 수행하도록 확장

팩토리 메서드 패턴(Factory Method Pattern)

Duck duck;
if (picnic) {
  duck = new MallardDuck();
} else if (hunting) {
  duck = new DecoyDuck();
} else if (inBathTub) {
  duck = new RubberDuck();
}

위와 같이 SubClass를 조건마다 생성하는 경우
1. 클래스 생성이 하드코딩에 의해 이루어진다 (picnic, hunting, inBathTub, …)
2. 클래스의 추가, 변경, 삭제 때마다 switch문이 수정되어야 한다
3. 수정마다 재컴파일 비용이 발생한다
팩토리 메서드 패턴은 템플릿 메소드 패턴의 일종으로, 부모 클래스에서 상속된 여러 자식 클래스 중 하나를 리턴하는 디자인 패턴
사전 정의되지 않은, 또는 인터페이스로서 제공되거나 동적으로 정의된 컴포넌트를 가진 클래스를 생성
- 탈것 클래스에서 모터 컴포넌트가 존재하지만, 모터의 구체적인 타입은 정의되지 않은 상태.
- 추후 탈것 생성자에서 전기모터/가솔린모터 등으로 구체화 가능.
- 탈 것 생성자 내부에서 모터 팩토리를 콜함
사전 정의되지 않은 컴포넌트의 부모 클래스에 의해 동적 선언되는 또는 인터페이스만 제공되는 하위 클래스를 생성할 수 있도록 허용.
- 탈것 클래스는 전기비행선과 구형차량 따위의 하위클래스로 선언될 수 있고, 멤버로 동적 할당될 타입의 모터를 가지고 있음.
- 하위 클래스가 생성되는 시점에 모터도 어떤 타입이 선언될 지 결정됨.
- 모터 타입이 히든으로 제공된다는 전제로 탈 것 팩토리를 이용해 하위 클래스를 선언하는 것이 가능

여러 개의 생성자가 존재하더라도, 코드 가독성을 보장

// 아래 2개 보다는
Vehicle(make:string, motor:number);
Vehicle(make:string, owner:string, license:number, purchased:date);

// 이 2개가 더 이해하기 쉬움
Vehicle.CreateOwnership(make:string, owner:string, license:number, purchased: date);
Vehicle.Create(make:string, motor:number);

상위 클래스의 접근을 차단하고 바로 하부 클래스의 객체화를 하도록 디자인
- 탈것 클래스에 대한 생성자 접근을 외부로부터 차단
- 오직 하위클래스에 대한 접근만을 허용하여 팩토리 메서드를 통해 생성되도록 허용

public abstract class Pizza
{
  public abstract decimal GetPrice();

  public enum PizzaType
  {
    HamMushroom, Deluxe, Seafood
  }

  // 아래 함수는 별도로 캡슐화 시켜 독립된 클래스로 선언할 수 있다.
  public static Pizza PizzaFactory(PizzaType pizzaType)
  {
    switch (pizzaType)
    {
      case PizzaType.HamMushroom:
        return new HamAndMushroomPizza();

      case PizzaType.Deluxe:
        return new DeluxePizza();

      case PizzaType.Seafood:
        return new SeafoodPizza();

    }

    throw new System.NotSupportedException("The pizza type " + pizzaType.ToString() + " is not recognized.");
  }
}

// 이제 새로운 유형의 피자와 기존 피자 클래스를 팩토리로부터 디커플링할 수 있다.
public class HamAndMushroomPizza : Pizza
{
  private decimal price = 8.5M;
  public override decimal GetPrice() { return price; }
}

public class DeluxePizza : Pizza
{
  private decimal price = 10.5M;
  public override decimal GetPrice() { return price; }
}

public class SeafoodPizza : Pizza
{
  private decimal price = 11.5M;
  public override decimal GetPrice() { return price; }
}

// Somewhere in the code
Console.WriteLine( Pizza.PizzaFactory(Pizza.PizzaType.Seafood).GetPrice().ToString("C2") ); // $11.50

빌더 패턴와 팩토리 패턴의 차이

빌더 패턴은 복잡한 구조를 순차적으로 생성하는 데 초점이 맞춰져 있지만, 추상 팩토리 패턴은 객체의 파생 그룹 자체에 중점을 둔다.
빌더는 여러 단계를 거쳐 마지막에 완성된 객체를 반환하지만, 추상 팩토리는 객체를 즉각 반환한다.
빌더는 조합된 결과물을 생성한다.

추상 팩토리 패턴

다양한 구성 요소 별로 ‘객체의 집합’을 생성해야 할 때 유용하다.
이 패턴을 사용하여 상황에 알맞은 객체를 생성할 수 있다.
이 패턴의 가장 밑바탕은 “하위 클래스들의 실구현 없이 오직 interface를 통해 객체의 연관 집합을 생성하는 것”이다.

추상 팩토리 패턴과 팩토리 메서드의 차이

팩토리 메서드는 메서드이고, 추상 팩토리는 객체다.
팩토리 메서드는 다른 하위 클래스에 의해 overriding이 가능하다.
- base class에서 가진 메서드를 subclass에서 정의한다
- … the Factory Method pattern uses inheritance and relies on a subclass to handle the desired object instantiation.
```csharp class A { public void doSomething() { Foo f = makeFoo(); f.whatever(); }

protected virtual Foo makeFoo() { return new RegularFoo(); } }

class B extends A { protected override Foo makeFoo() { // 하위 클래스가 다른 객체를 반환하기 위해 overriding return new SpecialFoo(); } } ```

추상 팩토리는 여러 팩토리 메서드가 얽힌 하나의 객체다.
- 여러 메서드를 가진 하나의 추상 팩토리를 선언하고, 이를 derive하는 실구현 메서드를 가진 새로운 팩토리를 디자인한다
- … with the Abstract Factory pattern, a class delegates the responsibility of object instantiation to another object via composition …
```csharp class A { private Factory factory;

public A(Factory factory) { this.factory = factory; }

public void doSomething() { //객체 f는 constructor에서 할당받은 factory에 의존한다. //만약 다른 factory를 할당했다면, foo의 값도 달라질 것이다. Foo f = factory.makeFoo(); f.whatever(); } }

interface Factory { Foo makeFoo(); Bar makeBar(); Aycufcn makeAmbiguousYetCommonlyUsedFakeClassName(); }

//이하 interface Facotry를 실구현하는 concrete factory… ```

Juyong Jeong