#9. [디자인 패턴-구조 패턴] Decorator

Decorator는 개체에 동적으로 새로운 외형을 추가하거나 기능을 추가할 때 포함을 통해 처리합니다. 클래스를 직접 수정하거나 상속을 이용하여 추가하는 것보다 코드가 간결해 집니다.

설명

보통은 기존 클래스에 새로운 것을 추가할 경우 클래스를 직접 수정하던지, 상속을 해서 추가하는데요,

class Old {
public:
    void A() {}
    void B() {}
};
class New : public Old {
public:
    void C() {} // Old에서 새로운 기능을 추가합니다.    
};

다음은 UI 컨트롤들에 테두리나 스크롤을 지원하기 위해 상속을 사용한 예입니다. 겨우 2개 기능을 추가했는데, 너무 많은 클래스들이 만들어 지네요.

class Button {};
class Radio {};
class Check {};

class BorderButton : public Button {};
class BorderRadio : public Radio {};
class BorderCheck : public Check {};

class ScrollableButton : public Button {};
class ScrollableRadio : public Radio {};
class ScrollableCheck : public Check {};

class ScrollableBorderButton : public Button {};
class ScrollableBorderRadio : public Radio {};
class ScrollableBorderCheck : public Check {};

이런 점이 싫어 다음과 같이 각 컨트롤에 Border와 Scroll의 기능을 구현하고 on/off 시키는 방법을 사용할 수도 있습니다.

class Button {
public:
    void SetEnableBorder(bool val);
    void SetEnableScroll(bool val);   
};

하지만 이 방법도 많은 기능을 포함하다 보면 개체가 점점 커지게 되고, 결국 블롭이 되어 많은 개체들에게 종속된 괴물로 변신하게 됩니다.

Decorator는 상속이 아닌 포함을 통해 개체의 기능을 확장함으로서 이런 문제를 해결합니다.

다음 그림은 Decorator의 일반적인 구조입니다.

Decorator는 내부적으로 m_Component를 포함하며, Operation() 호출시 AddedBehavior()를 호출하여 추가 기능을 실행합니다. Operation() 함수 내에서 살짝 덧칠해서 꾸미는 거죠.

항목	내용
Component	개체의 기본 인터페이스입니다.
ConcreteComponent	Component를 구체화한 개체입니다.
Decorator	Operation()실행시 추가 기능을 실행합니다.

Component 관리를 공통화 하기 위해 Decorator를 추상 클래스로 만들어 다음과 같이 확장할 수도 있습니다.

특징

런타임에 동적으로 새로운 외형을 추가하거나 기능을 추가할 수 있게 합니다. 개체를 포함한다는 측면에서 Adapter, Proxy, Chain of Responsibility 와 비슷하지만 목적이 다릅니다.

• Adapter는 인터페이스를 맞추기 위한 것이고,
• Proxy는 포함한 개체를 대리하기 위한 것이고,
• Chain of Responsibility는 요청을 전달하기 위해 사용하며,
• Decorator는 기능을 추가하기 위해 사용합니다.

또한 Decorator는 다음처럼 중첩해서 사용할 수 있기 때문에 여러 기능을 추가할 수도 있습니다.

예제

새롭게 추가된 기능의 UI에 New 아이콘을 추가로 출력하는 기능을 만든다고 가정해 봅시다.

다음 예의 NewIconDecorator에서는 컨트롤을 Draw()할 때 DrawNewIcon()함수를 추가로 호출하여 New 아이콘을 출력합니다.

1. #1 : Control은 Component입니다. Draw() 함수를 재구현해야 합니다.
2. #2 : 개체 구현입니다. Draw() 함수를 재구현 하였습니다.
3. #3 : NewIconDecorator는 Decorator입니다. Draw() 함수 호출시 DrawNewIcon()을 추가로 호출합니다. 이때 런타임에 동적으로 NewIconDecorator로 감쌀지 결정할 수 있습니다.

// ----
// #1. Component 입니다. Draw() 함수를 재구현해야 합니다.
// ----
class Control {
protected:
    Control() = default; // 다형 소멸을 제공하는 추상 클래스. 상속해서만 사용하도록 protected
public:
    virtual ~Control() = default; // 다형 소멸 하도록 public virtual
private:
    Control(const Control&) = delete;
    Control(Control&&) = delete;
    Control& operator =(const Control&) = delete;
    Control& operator =(Control&&) = delete;          
public:
    virtual void Draw() const = 0;
};  
// ----
//  #2. 개체 구현입니다. Draw() 함수를 재구현 하였습니다.
// ----    
class Label : public Control {
public:
    Label() = default;

        virtual void Draw() const override {
        std::cout << "Label::Draw()" << std::endl;
    }      
};
class Edit : public Control {
public:
    Edit() = default;

    virtual void Draw() const override {
        std::cout << "Edit::Draw()" << std::endl;
    }  
};
// ----
//  #3. Decorator 입니다. Draw() 함수 호출시 DrawNewIcon()을 추가로 호출합니다.
// ----
class NewIconDecorator : public Control {
    std::unique_ptr<Control> m_Control;
public:
    explicit NewIconDecorator(std::unique_ptr<Control> control) : m_Control{std::move(control)} {
        assert(m_Control);  
    }

    virtual void Draw() const override {
        assert(m_Control); 

        m_Control->Draw();
        DrawNewIcon(); // #3
    }
private:
    void DrawNewIcon() const {
        std::cout << "NewBehaviorDecorator::DrawBehavior()" << std::endl; // #3
    }
};

// ----
// 테스트 코드
// ----           
// Draw 호출시 NewIconDecorator인 것은 NewIcon을 추가로 출력합니다.
std::vector<std::shared_ptr<Control>> v;
v.emplace_back(std::unique_ptr<Control>{new Label});
v.emplace_back(std::unique_ptr<Control>{new NewIconDecorator{std::unique_ptr<Control>{new Edit}}}); // #3. 런타임에 NewIcon을 출력할지 결정할 수 있습니다.

for (auto& control : v) {
    control->Draw();
}

또한 Decorator는 Control을 상속했으므로, 다른 Decorator로 중첩해서 사용할 수 있습니다.

다음의 LogDecorator는 로그를 출력합니다. 만약 NewIconDecorator를 전달하면, Draw()호출시 New 아이콘을 출력한 뒤 로그를 출력하게 됩니다.

class LogDecorator : public Control {
    std::unique_ptr<Control> m_Control;
public:
    explicit LogDecorator(std::unique_ptr<Control> control) : m_Control{std::move(control)} {
        assert(m_Control); 
    }

    virtual void Draw() const override {
        assert(m_Control); 

        m_Control->Draw();
        Log();
    }
private:
    void Log() const {
        std::cout << "LogDecorator::Log()" << std::endl;
    }
};

// ----
// 테스트 코드
// ----

// Draw 호출시 로그를 기록합니다.
std::vector<std::shared_ptr<Control>> v;
v.emplace_back(std::unique_ptr<Control>{new LogDecorator{std::unique_ptr<Control>{new Label}}});
v.emplace_back(
    std::unique_ptr<Control>{new LogDecorator{
        std::unique_ptr<Control>{new NewIconDecorator{
            std::unique_ptr<Control>{new Edit}
        }}
    }}
);

for (auto& control : v) {
    control->Draw();
}