JAVA 디자인패턴 - 상태(State) 패턴의 정의, 구성요소, 구현, 장단점

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JAVA 디자인패턴 - 상태(State) 패턴의 정의, 구성요소, 구현, 장단점

안녕하세요, 프로그래밍을 사랑하는 여러분! 오늘은 언제나 유용한 Java 디자인 패턴 중 '상태(State) 패턴'에 대해서 알아봅시다. 간단하고 엔터테인이 있는 이 글을 읽으시다 보면 상태 패턴의 개념과 사용법이 익숙해질 거예요!

상태(State) 패턴에 대해서

상태 패턴이란 무엇인가요?

• 상태 패턴은 객체의 상태에 따라 행동을 변경할 수 있도록 하는 디자인 패턴입니다.
• 상태 변경에 따른 코드 분기(IF 문 등)를 제거하여 유연성과 확장성을 높입니다.
• 상태 프로토타입 인터페이스와 구체적인 상태 클래스가 필요합니다.

상태 패턴의 구성 요소

• State(상태): 인터페이스로 각 상태별 동작을 추상화합니다.
• ConcreteState(구체 상태): State 인터페이스를 구현한 클래스로 실제 각 상태에서 수행할 동작을 정의합니다.
• Context(콘텍스트): 상태(State)를 이용하여 행동을 실행하는 클래스입니다. 이 클래스에서 상태를 변경하기도 합니다.

상태 패턴의 구현

간단한 상태 패턴 구현 예제를 통해 이해를 돕고자 합니다. 빨간색 신호와 녹색 신호에 따라 차량이 정지하거나 진행하는 상황을 상태 패턴으로 구현해 봅시다.

• 상태 인터페이스(TrafficSignalState)와 구체 상태 클래스(RedSignal, GreenSignal)를 작성합니다.

public interface TrafficSignalState {
    void change(TrafficSystem trafficSystem);
}

public class RedSignal implements TrafficSignalState {
    @Override
    public void change(TrafficSystem trafficSystem) {
        System.out.println("Signal changed to RED");
        trafficSystem.setTrafficSignalState(new GreenSignal());
    }
}

public class GreenSignal implements TrafficSignalState {
    @Override
    public void change(TrafficSystem trafficSystem) {
        System.out.println("Signal changed to GREEN");
        trafficSystem.setTrafficSignalState(new RedSignal());
    }
}

• 콘텍스트 클래스(TrafficSystem)와 메인 클래스(Main)를 작성하여 상태 패턴을 적용합니다.

public class TrafficSystem {
    private TrafficSignalState trafficSignalState;

    public TrafficSystem() {
        trafficSignalState = new RedSignal();
    }

    public void setTrafficSignalState(TrafficSignalState trafficSignalState) {
        this.trafficSignalState = trafficSignalState;
    }

    public void changeSignal() {
        trafficSignalState.change(this);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TrafficSystem trafficSystem = new TrafficSystem();
        // 변경되는 시스템의 적용 사례를 표현합니다.
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            trafficSystem.changeSignal();
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

상태 패턴의 장단점

장점

• 상태 변화에 따른 코드 분기를 줄여 코드의 가독성과 유지 보수를 용이하게 합니다.
• 상태 클래스 간의 매우 낮은 결합도로 인하여 확장성이 좋습니다.

단점

• 상태가 증가할수록 관련 객체의 수가 증가하여 복잡성이 올라갈 수 있습니다.

Java 프로그래밍의 유용한 디자인 패턴 중 하나인 상태(State) 패턴에 대해서 알아보았습니다. 이 디자인 패턴은 객체의 상태에 따라 행동을 변경할 수 있도록 만들어줌으로써, 코딩을 더 간결하고 유연하게 만들 수 있습니다. 평소에 사용하시는 코드에 상태 패턴을 적용해 보시고 어떤 변화가 있는지 체감해 보시길 바랍니다. 다음 글에서는 또 다른 흥미로운 디자인 패턴을 소개드리겠습니다. 즐거운 프로그래밍되세요!

 

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