JAVA 언어로 배우는 디자인 패턴 입문 카테고리 컴퓨터/IT 지은이 유키 히로시 (영진닷컴, 2008년) 상세보기

UML은 Unified Modeling Language의 약자로, 시스템을 시각화하거나 시스템의 사양이나 설계를 문서화하기 위한 표현방법입니다.

UML Resource page -
http://www.omg.org/uml/

● 클래스 다이어그램

UML의 클래스 다이어그램(Class Diagram)은 클래스나 인스턴스, 인터페이스 등의 정적인 관계를 표현한 것입니다. 클래스 다이어그램이라는 이름으로 불리지만, 클래스만 등장하는 것은 아닙니다.

● 클래스와 계층 관계

그림 0-1은 Java 프로그램과 대응하는 클래스 다이어그램의 예입니다.

그림 0-1은 ParentClass와 ChildClass라는 두 클래스의 관계를 표시하고 있습니다. △이 붙어있는 실선의 화살표(①)는 클래스의 계층관계를 표시하고 있습니다. 화살표는 하위 클래스에서 상위 클래스로 향하고 있습니다(이를 테면, 이것은 extends의 화살표입니다).

ParentClass는 ChildClass의 상위 클래스이고, 반대로 말하면 ChildClass는 ParentClass의 하위 클래스입니다. 상위 클래스를 기저(基底) 클래스나 부모 클래스, 하위 클래스를 파생 클래스나 자식 클래스 또는 확장 클래스라고도 합니다. 각각의 클래스는 직사각형으로 표현합니다. 직사각형을 수평선으로 분할하여

을 순서대로 적습니다. 이름뿐만 아니라 부가적인 정보(액세스 제어나 메소드의 인수나 형태 등)를 쓰는 경우도 있고, 반대로 주목할 필요가 없는 항목은 생략하는 경우도 있습니다(따라서, 클래스 다이어그램에서 소스 프로그램을 복원할 수 있는 것은 아닙니다).

abstract 클래스(추상 클래스)의 이름은 이탤릭체를 사용합니다. 예를 들어, 그림 0-1에서 ParentClass는 추상 클래스이므로 이탤릭체로 되어 있습니다.

static 필드(클래스 필드)의 이름에는 밑줄을 사용합니다. 예를 들어, field2는 클래스 필드이므로 밑줄이 그어져 있습니다.

abstract 메소드(추상 메소드)는 이탤릭체를 사용합니다. 예를 들어, ParentClass의 MethodA는 추상 메소드이므로 이탤릭체로 되어 있습니다.

static 메소드(클래스 메소드)의 이름에는 밑줄을 사용합니다. 예를 들어, ChildClass의 methodC는 클래스 메소드이므로 밑줄이 그어져 있습니다.

● 인테페이스와 구현

 그림 0-2도 클래스 다이어그램의 예입니다. 이 그림은 Printable이라는 인터페이스가 있고, PrintClass라는 클래스가 Printable 인터페이스를 구현하고 있는 것을 나타내고 있습니다. 이 책에서는 추상 클래스와의 유사성을 강조하기 위해 인터페이스 이름에 이탤릭체를 사용하고 있지만, 일반적으로는 이탤릭체를 사용하지 않는 경우도 많이 있습니다.

 △가 붙은 점선의 화갈표는 인터페이스와 구현 클래스의 관계를 나타내고 있습니다. 화살표는 구현 클래스에서 인터페이스를 향하고 있습니다(말하자면, 이것은 implements의 화살표입니다. UML에서 Java의 인터페이스를 표현하는 경우에는 <<imterface>>라고 씁니다.

●집약

그림 0-3도 클래스 다이어그램의 예입니다. 이 그림에서는 Color, Fruit, Basket 이라는 세 클래스의 관계를 나타내고 있습니다. Basket 클래스의 fruit 필드는 Fruit 클래스의 배열이 되 있고, Basket 클래스의 인터페이스는 Fruit 클래스의 인스턴트를 여러 개 가집니다. 또한 Fruit 클래스의 color 필드는 Color 클래스형으로 되어 있고, Fruit 클래스의 인스턴스는 Color 클래스의 인스턴스를 1개 가집니다. 바꾸어 말하면, 바구니에 과일이 몇 개인가 들어있고, 과일은 각각의 색을 가지고 있는 관계입니다.

이와 같은 ‘갖고 있는’ 관계를 ‘집약(aggregation)’이라고 합니다. 인스턴스를 갖고 있으면 개수에 상관없이 그 관계는 집약입니다. 배열을 사용하고 있어도, java.util.Vector 클래스를 사용하고 있어도, 어떤 구현이라 해도 인스턴트를 갖고 있으면 그 관계는 집약입니다.

◇이 붙은 선은 집약을 나타냅니다. 마름모꼴 모형의 접시 위에 물건이 놓여있다고 생각하면 됩니다.

액세스 제어

그림 0-4도 클래스 다이어그램의 예입니다.

그림 0-4에서는 메소드나 필드의 액세스 제어를 표현하고 있습니다. UML에서 액세스 제어를 표현하고 싶은 경우, 메서드나 필드의 이름 앞에 기호를 붙입니다.

● 클래스의 관계

클래스의 관계를 나타내기 위해 관련된 이름에 ▶ 표시를 붙여줍니다. 그림 0-5는 클래스의 관계를 나타냅니다.

● 시퀀스 다이어그램

UML의 시퀀스 다이어그램(Sequence Diagram)은 프로그램이 작동할 때 어떤 메소드가 어떤 순서로 실행되는가, 어떤 추상 클래스가 어떤 순서로 실행되는가를 표현한 것입니다.

클래스 다이어그램은 ‘시간에 의해 변하지 않는 것(정적인 관계)’를 나타냅니다. 반면에 시퀀스 다이어그램은 ‘시간에 따라 변하는 것(동적인 관계)’를 나타냅니다.

● 처리의 흐름과 오브젝트(객체) 간의 협조 동작

그림 0-6은 시퀀스 다이어그램의 일례입니다.

그림 0-6의 오른쪽이 시퀀스 다이어그램입니다. 왼쪽에는 대응하는 Java 프로그램의 일부를 표시하고 있습니다. 이 그림에는 세 개의 인스턴스가 등장하고 있습니다. 인스턴스는 각각 다이어그램의 위쪽에 있는 직사각형에 대응하고 있습니다. 직사각형 안에는 :Client, :Server, :Device와 같이 콜론(:) 뒤에 클래스 명을 표기하고 밑줄이 그어져 있습니다. 이것은 각각의 Client 클래스의 인스턴스, Server 클래스의 인스턴스, Device 클래스의 인스턴스를 표시하고 있습니다. 각각의 인스턴스에 이름이 필요할 경우에는 server:Server와 같이 콜론 앞에 이름을 적습니다.

각각의 인스턴스에서 아래 방향으로 뻗어있는 점섬을 라이프 라인이라고 합니다. 여기에서 시간은 아래 방향으로 흐른다고 생각하십시오. 위쪽은 과거아래쪽은 미래입니다. 라이프 라인은 인스턴스가 존재하는 동안만 존재합니다. 라이프 라인의 중간에 가늘고 긴 직사각형은 오프젝트(객체)가 이동 중인 것을 나타냅니다.

가로 방향으로 화살표가 그려져 있습니다. open 이라고 라벨이 붙은 화살표를 봅시다. 앞이 검은 화살표(─▶)의 실선은
메소드의 호출을 표시합니다. 여기서는 client 가 server의 open 메소드를 호출한 것을 나타내고 있습니다. open 메소드를 호출했기 때문에 server 인스턴스가 활동하게 되고 가늘고 긴 직사각형으로 시작되었습니다.

open의 화살표에서 시작한 server의 가늘고 긴 직사각형의 아래쪽에서 client 쪽으로 점선의 화살표(◅┄)가 뻗어 있습니다. 이것은
open 메소드에서의 리턴(반환)을 표시하고 있습니다. 이 그림에서는 모든 메소드의 리턴을 그리고 있지만 생략하는 경우도 있습니다. 제어가 client로 되돌아왔기 때문에 server 인스턴스가 활동 중인 사각형은 일단 종료됩니다.

또한 같은 방법으로 print 메소드가 호출됩니다. 이번에는 print 메소드 안에서 다시 device 인스턴스의 write 메소드를 호출하고 있습니다.

이와 같이 여러 개의 인스턴스 간의 행동을 도식화할 수 있습니다. 시퀀스 다이어그램은 라이프 라인을 따라가면서 위에서부터 순서대로 읽어 갑니다. 그리고 화살표가 있으면 그것을 따라가면서 인스턴스 간의 협조 동작을 확인해 갑니다.

이 글은 스프링노트에서 작성되었습니다.

객체 생성 : 만들어진 객체 사용, 변수, 메서드 혹은 멤버 필드

기본 자료 타입 변수는 선언하면 메모리 공간이 할당됨.

‘레퍼런스 타입(배열, 클래스, 인터페이스)’은 new를 이용해서 객체를 생성하기 전까지는 메모리 공간이 할당되지 않음.

생성자(Constructor) : class 이름과 동일한 이름을 갖는 메서드

default 생성자는 프로그램에서 생성자를 정의하지 않는 경우에 자바의 컴파일러에 의해서 자동적으로 생성된다.

class 변수(객체) = new 메서드();

I) memory 할당

ii) default 초기화

iii) 명시적 초기화 : 생성자에서 명시한 경우

this : 클래스 내에서 자기 자신을 자리키는 레퍼런스

1. 상속받은 부모 클래스가 아닌 자기 자신의 멤버필드나 메서드를 명확히 표현하기 위해서 사용한다.

2. this 는 객체 전체를 함수(메서드)의 매개변수로 전달

this()는 생성자 안에서만 사용가능. 명시적인 초기화 이용시 사용

Overloading : 한 클래스 내에서 함수(메서드) 이름을 동일하지만, 함수의 매개변수(타입이나 수)가 다른 경우.

class 자식 클래스 extends 부모 클래스

크기 비교 : 부모 클래스 > 자식 클래스

super : 상위 클래스(부모 클래스)의 메소드나 멤버필드 필요시 자식 클래스에서 사용

super() : 상위 클래스(부모 클래스)의 생성자 호출

상위 클래스(부모 클래스)에 있는 메서드를 서브 클래스에서 다른 작업을 하도록 동일한 함수 이름으로 재정의 하는 것.

▩ 추상화 클래스를 상속받아 사용할 경우 대부분 오버라이딩

단일 상속	인터페이스 : 다중 상속

언어의 추상화

추상화(Abstract) 물체 또는 현상의 주요 특성만을 표현하는 개념

1. 자료의 추상화 : 주어진 자료 구조, 자료를 사용자가 이해 가능하게 표현하는 방식

기본적 추상 : 저장값이 추상화, 컴퓨터의 자료를 bit 열이 아닌 자료의 성질,

기억 장소의 명칭을 이용하여 표현

구조적 추상 : 서로 관계가 있는 메모리 셀 간의 구조에 대한 추상화로서 구조적

자료형인 배열이 이에 해당

단위적 추상 : 추상 자료형 / 자료의 캡슐화(package, class)

2. 제어의 추상화 : 의미있는 여러 제어문(기계어)를 사용자가 이해 가능하게 표현하는 방식으로 조건문, 반복문 등이 이에 해당

기본적 추상 : 몇 개의 명령문을 하나의 추상적 구문으로 구성

구조적 추상 : 구조적 명령문 : 조근을 포함하여 실행될 명령문을 단일 그룹으로...

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프로그램을 개발할 때 예전과 같은 작업을 반복하고 있다는 느낌이 들 때가 있습니다. 경험이 쌓일수록 이러한 자신만의 '패턴'이 머리 속에 축적되고, 그 '패턴'을 다음 개발에 적용할 수 있게 됩니다.

Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johndon, John vissides 4명은 개발자의 '경험'이나 '내적인 축적을
'디자인 패턴'
이라는 형태로 정리하였습니다. 이 4명을 the Gang Of Four  또는 GOF라고 부릅니다.

GOF는 자주 사용하는 23개의 디자인 패턴에 '이름'을 붙이고 '카달로그'로 정리해서 1권의 책으로 만들었습니다. 이 책이 바로 "오브젝트(객체) 지향에 있어서 재이용을 위한 디자인 패턴"(Elements of Reusable Object-Oriented Software) 입니다.

- 책의 서문 중 발췌