#3. [디자인 패턴-생성 패턴] Factory Method

Factory Method는 생성에 대한 구체적인 정보를 자식 클래스에서 알고 있을때 부모 클래스에서 자식 클래스에게 생성을 요청하기 위해 사용합니다.

설명

보통 앱 모듈은 기반 프레임워크를 상속하고 활용하여 만들어 집니다.

기반 프레임워크는 앱 모듈이 손쉽게 개발될 수 있도록 많은 것들을 대행해 주는데요, 예를들어 문서를 열때 이미 작성중인 문서가 저장되지 않았다면,

1. “문서가 저장되지 않았습니다. 문서를 저장해 주세요.” 정도의 메시지를 표시해 주고
2. 문서를 생성한 뒤
3. 문서의 내용을 로딩해 주곤 합니다.

이때 생성하는 문서의 개체 타입은 앱 모듈에서 정의한 개체여야 하죠. 즉 기반 프레임워크에서 앱 모듈의 정보를 필요로 합니다.

이런 작업을 위해 기반 프레임워크는 앱 모듈과 어느정도 통신을 해야 하고, 통신을 위해 콜백 함수, 이벤트 함수, Template Method, Strategy등을 사용할 수 있습니다.

Factory Method는 Template Method의 한 종류로서 부모 클래스에서 자식 클래스에게 생성을 요청하는 패턴입니다.

다음 그림은 Factory Method의 일반적인 구조입니다.

Creator의 Operation()이 구체화된 자식 개체인 ConcreteProduct의 생성을 필요로 한다고 생각해 봅시다. Creator가 속한 부모 레이어에서 자식 레이어의 클래스를 직접 참조하면 종속의 방향성이 깨져 상호 참조될 수 있으므로 바람직하지 않습니다. 의존성 역전 원칙 위반이죠. 따라서, Creator에서 직접 ConcreteProduct를 생성하지 않고, 자식 클래스인 ConcreteCreator에서 오버라이딩한 FactoryMethod()함수에서 생성합니다. Template Method 처럼요.

항목	내용
Creator	FactoryMethod() 함수를 제공하는 부모 개체입니다. 자식 개체에서 FactoryMethod()를 구체화 해야 합니다. Operation()등에서 FactoryMethod()를 사용합니다.
Product	FactoryMethod()에서 생성하는 개체의 추상 클래스입니다.
ConcreteCreator	FactoryMethod() 함수를 구체화하여 ConcreteProduct를 생성합니다.
ConcreteProduct	실제 사용할 구체화된 개체입니다.

특징

일련의 동작을 제공하는 기반 프레임워크에서 프레임워크를 상속한 자식 개체의 정보를 필요로 할때 사용할 수 있습니다.

예제

다음은 어플리케이션 프레임워크의 예입니다. App의 LoadDoc(), SaveDoc()에서 IsDirty()함수의 상태에 따라 여러 메시지를 표시합니다.

1. #1 : 프레임워크에서 제공하는 부모 클래스입니다.
2. #2 : CreateDoc()이 생성하는 Doc은 자식 개체에서 정의한 구체화된 개체인 MyDoc이어야 합니다.
3. #3 : 프레임워크에서는 MyDoc을 알 수 없으므로, MyApp에서 이를 상속하여 구현합니다.

// ----
// #1. 프레임워크에서 제공하는 부모 클래스입니다.
// ----
class Doc {
protected:
    Doc() = default; // 다형 소멸을 제공하는 추상 클래스. 상속해서만 사용하도록 protected
public:
    virtual ~Doc() = default; // 다형 소멸 하도록 public virtual
private:
    Doc(const Doc&) = delete; 
    Doc(Doc&&) = delete; 
    Doc& operator =(const Doc&) = delete; 
    Doc& operator =(Doc&&) = delete;   
public:
    bool IsDirty() const {return false;} // 테스트용으로 그냥 false를 리턴합니다.
    virtual void Load() = 0;
    virtual void Save() = 0;
};

class App {
private:
    std::unique_ptr<Doc> m_Doc;
protected:
    App() = default; // 다형 소멸을 제공하는 추상 클래스. 상속해서만 사용하도록 protected
public:
    virtual ~App() = default; // 다형 소멸 하도록 public virtual
private:
    App(const App&) = delete;
    App(const App&&) = delete;
    App& operator =(const App&) = delete;
    App& operator =(App&&) = delete;   
protected:
    // 자식 개체에서만 호출 가능하도록 protected입니다.
    // #2. 자식 개체에서 어떤 Doc을 생성할지 결정합니다.
    virtual std::unique_ptr<Doc> CreateDoc() = 0;
public:   
    void LoadDoc() {
        
        // 더럽혀 졌다면, 불러오지 않습니다.
        if (m_Doc && m_Doc->IsDirty()) {
            std::cout << "Please. Save Doc." << std::endl;
            return;
        }

        std::unique_ptr<Doc> doc{CreateDoc()};
        
        doc->Load();

        m_Doc = std::move(doc);
    }
    
    void SaveDoc() {
        if (!m_Doc) {
            m_Doc = CreateDoc(); // Doc이 만들어지지 않았자면 지연 생성합니다.
        }

        // 더렵혀 지지 않았다면 저장하지 않습니다.
        if (!m_Doc->IsDirty()) {
            std::cout << "Already Saved." << std::endl;
            return;
        }

        m_Doc->Save();
    }
};
// ----
// #2. 자식 클래스입니다. CreateDoc()이 생성하는 Doc은 자식 개체에서 정의한 구체화된 개체인 MyDoc이어야 합니다.
// ----
class MyDoc : public Doc { 
public:
    MyDoc() = default;

    virtual void Load() override {
        std::cout << "MyDoc : Load()" << std::endl;
    }
    virtual void Save() override {
        std::cout << "MyDoc : Save()" << std::endl;
    }    
};

class MyApp : public App { // #3
public:
    MyApp() = default;

protected:    
    // #3. 자식 개체에서 어떤 Doc을 생성할지 결정합니다.
    virtual std::unique_ptr<Doc> CreateDoc() override {
        return std::unique_ptr<Doc>(new MyDoc{});
    }
};

// ----
// 테스트 코드
// ----
MyApp app;

app.LoadDoc(); // MyDoc을 사용합니다.
app.SaveDoc(); // MyDoc을 사용합니다.