Deep Dive Into Design Patterns - 브리지 패턴

 

💡 브리지 패턴이란?

큰 클래스 또는 밀접하게 관련된 클래스들의 집합을 두 개의 개별 계층구조(추상화 및 구현)로 나눈 후 각각 독립적으로 개발할 수 있도록 하는 구조 디자인 패턴입니다.

 

💡 문제?

Circle(원) 및 Square(직사각형)라는 한 쌍의 자식 클래스들이 있는 기하학적 Shape(모양) 클래스가 있다고 가정해 봅시다. 이 클래스 계층 구조를 확장하여 색상을 도입하기 위해 Red(빨간색) 및 Blue(파란색) 모양들의 자식 클래스들을 만들 계획입니다. 그러나 이미 두 개의 자식 클래스가 있으므로 Blue­Circle(파란색 원) 및 Red­Square(빨간색 직사각형)와 같은 네 가지의 클래스 조합을 만들어야 합니다.

새로운 모양 유형들과 색상 유형들을 추가할 때마다 계층 구조는 기하급수적으로 성장합니다.

예를 들어, 삼각형 모양을 추가하려면 각 색상별로 하나씩 두 개의 자식 클래스들을 도입해야 합니다. 그리고 그 후에 또 새 색상을 추가하려면 각 모양 유형별로 하나씩 세 개의 자식 클래스를 만들어야 합니다. 유형들이 많아지면 많아질수록 코드는 점점 복잡해집니다.

 

💡 그래서 브리지 패턴을 씁니다.

브리지 패턴은 상속에서 객체 합성으로 전환하여 이 문제를 해결하려고 시도합니다. 이것이 의미하는 바는 차원 중 하나를 별도의 클래스 계층구조로 추출하여 원래 클래스들이 한 클래스 내에서 모든 상태와 행동들을 갖는 대신 새 계층구조의 객체를 참조하도록 한다는 것입니다.

이 접근 방식을 따르면, 색상 관련 코드를 Red 및 Blue라는 두 개의 자식 클래스들이 있는 자체 클래스로 추출할 수 있습니다. 그런 다음 Shape 클래스는 색상 객체들 중 하나를 가리키는 참조 필드를 받습니다. 이제 모양은 연결된 색상 객체에 모든 색상 관련 작업을 위임할 수 있습니다. 이 참조는 Shape 및 Color 클래스들 사이의 브리지(다리) 역할을 할 것입니다. 이제부터 새 색상들을 추가할 때 모양 계층구조를 변경할 필요가 없으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

 

💡 클래스 다이어그램으로 본 브리지 패턴

1. 추상화 : 기능 계층의 최상위 클래스. 구현 객체에 의존하여 구현 부분의 메서드를 호출합니다.
2. 구현 : 기능 구현의 인터페이스.
3. 구체적인 구현(Concrete Implementations) : 플랫폼별 맞춤형 기능 구현
4. 정제된 추상화(Refined Abstraction) : 기능 계층에서 새로운 부분을 확장한 클래스. 부모 클래스와 마찬가지로 구현 객체에 의존하여 구현 부분의 메서드를 호출합니다.
5. 클라이언트 : 추상화 객체에 의존

 

💡 브리지 패턴 구현

// '추상화'는 두 클래스 계층구조의 '제어' 부분에 대한 인터페이스를 정의하며,
// 이것은 '구현' 계층구조의 객체에 대한 참조를 유지하고 모든 실제 작업을 이
// 객체에 위임합니다.
class RemoteControl is
    protected field device: Device
    constructor RemoteControl(device: Device) is
        this.device = device
    method togglePower() is
        if (device.isEnabled()) then
            device.disable()
        else
            device.enable()
    method volumeDown() is
        device.setVolume(device.getVolume() - 10)
    method volumeUp() is
        device.setVolume(device.getVolume() + 10)
    method channelDown() is
        device.setChannel(device.getChannel() - 1)
    method channelUp() is
        device.setChannel(device.getChannel() + 1)

// 이제 추상화 계층구조로부터 클래스들을 장치 클래스들과 독립적으로 확장할 수
// 있습니다.
class AdvancedRemoteControl extends RemoteControl is
    method mute() is
        device.setVolume(0)

// '구현' 인터페이스는 모든 구상 구현 클래스들에 공통적인 메서드를 선언하며, 이는
// 추상화의 인터페이스와 일치할 필요가 없습니다. 실제로 두 인터페이스는 완전히 다를
// 수 있습니다. 일반적으로 구현 인터페이스는 원시(primitive) 작업들만 제공하는
// 반면 추상화는 이러한 원시 작업들을 기반으로 더 상위 수준의 작업들을 정의합니다.
interface Device is
    method isEnabled()
    method enable()
    method disable()
    method getVolume()
    method setVolume(percent)
    method getChannel()
    method setChannel(channel)

// 모든 장치는 같은 인터페이스를 따릅니다.
class Tv implements Device is
    // …

class Radio implements Device is
    // …

// 클라이언트 코드 어딘가에…
tv = new Tv()
remote = new RemoteControl(tv)
remote.togglePower()

radio = new Radio()
remote = new AdvancedRemoteControl(radio)

 

💡 마무리

브리지 패턴은

1. 모놀리식 클래스를 여러 클래스 계층구조로 나누어 변형을 수행하고자 할 때
2. 런타임에 구현을 전환해야 할 때

에 사용할 수 있습니다.

플랫폼 독립적인 클래스들과 앱들을 만들 수 있고, 클라이언트 코드는 상위 수준의 추상화를 통해 작동하며, 플랫폼 세부 정보에 노출되지 않아 OCP와 SRP를 만족합니다. 그러나, 결합도가 높은 클래스에 패턴을 적용하면 코드를 더 복잡하게 만들 수 있습니다.

 

브리지 패턴