JAVA 디자인패턴 -프로토타입(Prototype) 패턴의 정의, 장점, 구현

[ 목차 ]

JAVA 디자인패턴 - 프로토타입(Prototype) 패턴

안녕하세요, 여러분! 프로그래밍을 배우면서 가장 중요한 개념 중 하나인 '디자인 패턴'에 대해 이야기를 나눠볼까요? 오늘 소개해 드릴 디자인 패턴은 바로 '프로토타입(Prototype) 패턴'입니다. 이 글에서는 프로토타입 패턴이 무엇인지, 왜 사용하는지, 그리고 Java에서 이를 어떻게 구현하는지 등 여러 가지 관점에서 살펴보겠습니다.

프로토타입 패턴의 의미와 중요성

프로토타입 패턴이란?

프로토타입 패턴은 객체 생성의 비용이 클 때 기존 객체의 복사본을 생성함으로써, 객체를 생성하는 시간과 리소스를 절약하는 생성(Creational) 패턴 중 하나입니다. 즉, 이미 생성된 객체를 원본으로 사용하여 새로운 객체를 생성하는 방식입니다.

프로토타입 패턴의 장점

• 객체 생성 비용 절약: 복잡한 객체를 처음부터 생성하는 대신 기존 객체를 복사하여 비용을 절약합니다.
• 동적으로 객체 생성: 실행 중에도 객체를 생성하고 변경할 수 있어 프로그램의 유연성을 높입니다.
• 서브 클래스의 생성 확장성: 원하는 기능을 가진 서브 클래스를 생성하여 프로토타입으로 사용 가능합니다.

Java에서 프로토타입 패턴 구현하기

Cloneable 인터페이스 사용하기

Java에서 프로토타입 패턴을 구현하려면 Cloneable 인터페이스를 활용합니다. Cloneable 인터페이스를 상속받아 clone() 메서드를 오버라이드하면, 해당 객체를 복사할 수 있습니다.

Deep Copy와 Shallow Copy

객체의 복사를 할 때 '깊은 복사(Deep Copy)'와 '얕은 복사(Shallow Copy)' 두 가지 방식이 있습니다. 깊은 복사는 원본 객체와 복제본 객체의 모든 요소를 별도의 메모리에 복사하는 것이고, 얕은 복사는 원본 객체의 참조만 복사하는 것입니다. 어떤 방식을 사용할지는 상황에 따라 결정해야 합니다.

// Cloneable 인터페이스를 구현하는 원형 클래스
public class Prototype implements Cloneable {
    private int x;
    private int y;

    public Prototype(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public void print() {
        System.out.println("X: " + x + ", Y: " + y);
    }

    // clone() 메서드를 오버라이드하여 깊은 복사
    @Override
    public Prototype clone() {
        try {
            // 기본적인 깊은 복사 구현
            return (Prototype) super.clone();

            // 복잡한 객체 내부에 다른 객체가 있는 경우, 각각의 객체를 깊은 복사하도록 구현 필요
            // 복사할 인스턴스를 생성하고 각 속성을 설정한다.
            // Prototype cloned = new Prototype(this.x, this.y);
            // return cloned;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Prototype original = new Prototype(1, 2);
        original.print();

        // 프로토타입 패턴을 사용하여 객체 복사
        Prototype cloned = original.clone();
        cloned.print();

        System.out.println("Original 객체와 Cloned 객체가 같은 인스턴스인가요? " + (original == cloned));
    }
}

위의 예제 코드는 Cloneable 인터페이스를 구현하고, 깊은 복사를 수행하는 프로토타입 패턴을 사용합니다. 객체를 복사하면 서로 다른 인스턴스를 가리키므로, 원본 객체와 복제본 객체 간에 서로 영향을 주지 않게 됩니다. 이 패턴은 특히 객체 생성 비용이 비싼 상황에서 유용하게 사용됩니다.

 

오늘 함께 한 프로토타입 패턴에 대한 이야기를 마무리하며, 이 디자인 패턴이 객체 생성의 비용을 줄이며 프로그램의 유연성과 확장성을 높일 수 있다는 것을 되새겨 봅니다. Java 프로그래밍에서도 Cloneable 인터페이스와 같은 풍부한 시설을 활용하여 프로토타입 패턴을 적용해 보세요. 앞으로도 여러분의 프로그래밍 성장을 응원합니다!

 

2023.07.12 - [JAVA] - 디자인패턴 - 팩토리(Factory) 패턴

디자인패턴 - 팩토리(Factory) 패턴

2023.07.12 - [JAVA] - 디자인패턴 - 팩토리(Factory) 패턴

디자인패턴 - 팩토리(Factory) 패턴

2023.07.12 - [JAVA] - 디자인패턴 - 어댑터(Adapter) 패턴

디자인패턴 - 어댑터(Adapter) 패턴

2023.07.12 - [JAVA] - JAVA 디자인패턴 - 싱글톤(Singleton) 패턴

디자인패턴 - 싱글톤(Singleton) 패턴

2023.07.13 - [JAVA] - JAVA 디자인패턴 - 옵저버(Observer) 패턴

JAVA 디자인패턴 - 옵저버(Observer) 패턴

2023.07.13 - [JAVA] - JAVA 디자인패턴 - 데코레이터(Decorator) 패턴

JAVA 디자인패턴 - 데코레이터(Decorator) 패턴

2023.07.14 - [JAVA] - JAVA 디자인패턴 - 프록시(Proxy) 패턴

JAVA 디자인패턴 - 프록시(Proxy) 패턴

2023.07.14 - [JAVA] - JAVA 디자인 패턴 - 커맨드(Command) 패턴

JAVA 디자인 패턴 - 커맨드(Command) 패턴

2023.07.15 - [JAVA] - JAVA 디자인패턴 - 스트래티지(Strategy) 패턴

JAVA 디자인패턴 - 스트래티지(Strategy) 패턴

2023.07.16 - [JAVA] - JAVA 디자인패턴 - 템플릿 메서드(Template Method) 패턴

JAVA 디자인패턴 - 템플릿 메서드(Template Method) 패턴

2023.07.17 - [JAVA] - JAVA 디자인패턴 - 컴포지트(Composite) 패턴

JAVA 디자인패턴 - 컴포지트(Composite) 패턴

2023.07.12 - [JAVA] - JAVA 디자인패턴 - 이터레이터(Iterator) 패턴의 정의, 사용 이유, 구현방법

JAVA 디자인패턴 - 이터레이터(Iterator) 패턴의 정의, 사용 이유, 구현방법

2023.07.17 - [JAVA] - JAVA 디자인패턴 - 상태(State) 패턴의 정의, 구성요소, 구현, 장단점