[GoF Design Patterns] Abstract Factory

* 예제 코드 및 설명에 필요한 개념들이 Swift를 기준으로 작성된 글입니다.

지난번의 Factory Method에 이어서 오늘은 Abstract Factory 패턴에 대해 알아보겠습니다.

Abstract Factory 또한 Creational Patterns 중 하나입니다.

1. 설계 목적

구체적인 특정 클래스를 지정하지 않고도 연관된 객체들의 모음을 생성할 수 있는 패턴입니다.

출처: https://refactoring.guru/design-patterns/abstract-factory

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2. 문제 상황

가구 매장 예시로 들어봅시다.

제품군은 Chair, Sofa, CoffeeTable이며, 각 제품군 별로 Modern, Victorian, ArtDeco의 스타일이 존재합니다.

출처: https://refactoring.guru/design-patterns/abstract-factory

이때 새로운 제품 객체를 생성하는데, 고객이 기존에 가진 스타일의 제품 객체를 생성하는 것이 중요합니다.

출처: https://refactoring.guru/design-patterns/abstract-factory

새로운 제품군 혹은 스타일을 추가할 때마다 기존 코드를 수정해야하는 번거로움을 줄이고자 합니다.

3. 해결책

프로토콜 지향 프로그래밍과 객체 지향 프로그래밍을 조금 다뤄보신 분들이라면 해결책에 대한 감이 오실 수 있습니다.

먼저 각 제품군에 대한 프로토콜을 정의합니다.

출처: https://refactoring.guru/design-patterns/abstract-factory

이를 코드로 옮기면 다음과 같습니다.

protocol Chair {
    func hasLegs()
    func sitOn()
}

class VictorianChair: Chair {
    func hasLegs() { ... }
    func sitOn() { ... }
}

class ModernChair: Chair {
    func hasLegs() { ... }
    func sitOn()  { ... }
}

class ArtDecoChair: Chair {
    func hasLegs() { ... }
    func sitOn()  { ... }
}

// CoffeeTable, Sofa 코드도 동일

다음으로 Abstract Factory에 대한 프로토콜을 정의합니다.

이전에 Factory Method 패턴과 비슷하게 가구의 각 스타일에 맞는 제품 객체를 생성할 Factory 객체에 사용될 프로토콜입니다.

출처: https://refactoring.guru/design-patterns/abstract-factory

이를 코드로 작성하면 다음과 같습니다.

protocol FurnitureFactory {
    func createChair() -> Chair
    func createCoffeeTable() -> CoffeeTable
    func createSofa() -> Sofa
}

class VictorianFurnitureFactory: FurnitureFactory {
    func createChair() -> Chair { return VictorianChair() }
    func createCoffeeTable() -> CoffeeTable { return VictorianCoffeeTable() }
    func createSofa() -> Sofa { return VictorianSofa() }
}

class ModernFurnitureFactory: FurnitureFactory {
    func createChair() -> Chair { return ModernChair() }
    func createCoffeeTable() -> CoffeeTable { return ModernCoffeeTable() }
    func createSofa() -> Sofa { return ModernSofa() }
}

4. 구조

출처: https://refactoring.guru/design-patterns/abstract-factory

Abstract Product는 제품군인 Chair, Sofa, CoffeeTable을 의미하고,
Concrete Product는 각 스타일의 제품(ex. ModernChair, VictorianChair, ArtDecoChair 등)을 의미합니다.

AbstractFactory는 FurnitureFactory, ConcreteFactory는 각 스타일 별 FurnitureFactory를 의미합니다.

해당 코드를 사용하는 Client 입장에서는 각 스타일에 맞게 Factory객체를 생성하고, 원하는 제품군 객체 생성 함수를 호출하게 됩니다.

5. 예제 코드의 사용

extension을 통해 sitOn() 함수 내부를 정의하고, Chair를 채택하는 기존 클래스 내부에 있던 sitOn()함수를 제거했습니다.

extension Chair {
    func sitOn(){
        print("Sit On \(Self.self)")
    }
}

...

class Client {
    enum FurnitureStyle {
        case victorian, modern, artDeco
    }

    var factory: FurnitureFactory

    init(style: FurnitureStyle) {
        self.factory = {
            switch style {
            case .victorian: return VictorianFurnitureFactory()
            case .modern: return ModernFurnitureFactory()
            case .artDeco: return ArtDecoFurnitureFactory()
            }
        }()
    }

    func chairSitOn() {
        var chair: Chair = factory.createChair()
        chair.sitOn()
    }
}

let modernClient = Client(style: .modern)
modernClient.chairSitOn() // Sit On ModernChair

let artDecoClient = Client(style: .artDeco)
artDecoClient.chairSitOn() // Sit On ArtDecoChair

6. 장단점

Factory에서 생성되는 Product 제품들의 상호 호환을 보장할 수 있습니다.

제품의 코드와 클라이언트 코드의 결합도를 낮출 수 있습니다.

Factory Method와 동일하게 SOLID 원칙 중 Single Responsibility Principle(SRP)과 Open/Closed Principle(OCP) 원칙을 준수하게 됩니다.

단 새로운 Protocol과 클래스들의 선언 코드가 많아지기 때문에 가독성이 낮아지고 코드가 복잡해질 수 있습니다.

7. 실제 사용 사례

별도의 게시글로 작성되었습니다.

https://littlemoom.tistory.com/59

[GoF Design Patterns] Abstract Factory - 실제 사용 예제

 

8. Factory Method 패턴과의 차이점?

Factory Method 패턴은 생성될 자식 클래스에 대한 객체 유형을 변경할 수 있도록 합니다.

즉 단순히 부모 클래스와 여러 유형의 자식 클래스들을 다뤄야 할 때 유용합니다.

반면 Abstract Factory 패턴은 특정 클래스들의 집단(패밀리)를 생성할 수 있도록 합니다.

객체들의 연관성이 존재하며, 특정 기능을 수행함에 있어 함께 작동해야하는 로직이 존재할 때 유용합니다.

Factory Method와 Abstract Factory 패턴 모두 비슷한 추상화 단계(interface, abstract, protocol 등)를 거치기에 패턴의 형태를 헷갈릴 수 있습니다.

9. Conclusion

코드의 양이 증가한다는 단점을 제외하면 실제 프로젝트에서 유용하게 사용될 수 있는 패턴이라고 생각합니다.

 

Reference

https://refactoring.guru/design-patterns/abstract-factory

Abstract Factory