팩토리 및 팩토리 메소드 설계 패턴 이해-파이썬 튜토리얼-php.cn

Understanding the Factory and Factory Method Design Patterns

Factory 클래스란 무엇인가요? 팩토리 클래스는 서로 다른 클래스의 객체를 하나 이상 생성하는 클래스입니다.

팩토리 패턴은 소프트웨어 엔지니어링에서 가장 많이 사용되는 디자인 패턴이라고 할 수 있습니다. 이번 글에서는 간단한 예제 문제를 통해 심플 팩토리(Simple Factory)와 팩토리 메소드(Factory Method) 디자인 패턴을 심도 있게 설명하겠습니다.

간단한 팩토리 패턴

개와 고양이라는 두 가지 유형의 동물을 지원하는 시스템을 만든다고 가정해 보겠습니다. 각 동물 클래스에는 동물의 유형에 맞는 소리를 만드는 메소드가 있어야 합니다. 이제 클라이언트는 시스템을 사용하여 클라이언트의 사용자 입력을 기반으로 동물 소리를 만들고 싶어합니다. 위 문제에 대한 기본적인 해결책은 다음과 같이 작성할 수 있습니다.

from abc import ABC, abstractmethod

class Animal(ABC):
    @abstractmethod
    def make_sound(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def make_sound(self):
        print("Bhow Bhow!")

class Cat(Animal):
    def make_sound(self):
        print("Meow Meow!")

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이 솔루션을 통해 우리 고객은 이러한 시스템을 활용하게 될 것입니다

## client code
if __name__ == '__main__':
    animal_type = input("Which animal should make sound Dog or Cat?")
    if animal_type.lower() == 'dog':
        Dog().make_sound()
    elif animal_type.lower() == 'cat':
        Cat().make_sound()

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우리 솔루션은 잘 작동할 것이지만 Simple Factory Pattern에서는 우리가 더 잘할 수 있다고 말합니다. 왜? 위의 클라이언트 코드에서 본 것처럼 클라이언트는 한 번에 어떤 동물 클래스를 호출할지 결정해야 합니다. 예를 들어 10개의 서로 다른 동물 클래스가 있는 시스템을 상상해 보세요. 고객이 시스템을 사용하는 것이 얼마나 문제가 될지 이미 확인하실 수 있습니다.

여기서 Simple Factory 패턴은 단순히 클라이언트가 호출할 클래스를 결정하도록 하는 대신 시스템이 클라이언트를 결정하도록 해보자는 의미입니다.

Simple Factory 패턴을 사용하여 문제를 해결하려면 동물 객체 생성을 관리하는 메소드로 팩토리 클래스를 생성하기만 하면 됩니다.

...
...
class AnimalFactory:
    def make_sound(self, animal_type):
        return eval(animal_type.title())().make_sound()

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이 접근 방식을 사용하면 클라이언트 코드는 다음과 같습니다.

## client code
if __name__ == '__main__':
    animal_type = input("Which animal should make sound Dog or Cat?")
    AnimalFactory().make_sound(animal_type)

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요약하자면 Simple Factory 패턴은 클라이언트를 대신하여 객체 생성을 처리하는 팩토리 클래스를 생성하는 것입니다.

팩토리 메소드 패턴

두 가지 유형의 동물(개와 고양이)만 지원하는 시스템이 있다는 문제로 돌아가서, 이 제한이 제거되고 시스템이 모든 유형의 동물을 지원할 의향이 있다면 어떨까요? 물론 우리 시스템은 수백만 마리의 동물에 대한 구현을 제공할 여유가 없었습니다. 이것이 바로 팩토리 메소드 패턴이 구출되는 곳입니다.

팩토리 메소드 패턴에서는 객체를 생성하기 위해 추상 클래스나 인터페이스를 정의하지만, 객체 생성을 담당하는 팩토리 대신 인스턴스화할 클래스를 결정하는 하위 클래스에 책임이 미루어집니다.

팩토리 메소드 패턴의 주요 구성요소

Creator: Creator는 추상 클래스 또는 인터페이스입니다. 객체를 생성하는 메소드인 Factory Method를 선언합니다. Creator는 제품 생성을 위한 인터페이스를 제공하지만 구체적인 클래스를 지정하지는 않습니다.
Concrete Creator: Concrete Creator는 Creator의 하위 클래스입니다. 인스턴스화할 구체적인 제품 클래스를 결정하는 팩토리 메소드를 구현합니다. 즉, 각각의 Concrete Creator는 특정 유형의 제품을 전문적으로 제작합니다.
제품: 제품은 또 다른 추상 클래스 또는 인터페이스입니다. 팩토리 메소드가 생성하는 객체의 유형을 정의합니다. 이러한 제품은 공통 인터페이스를 공유하지만 구체적인 구현은 다를 수 있습니다.
콘크리트 제품: 콘크리트 제품은 제품의 하위 클래스입니다. 이는 제품의 특정 구현을 제공합니다. 각 구체적인 제품은 팩토리 메소드로 생성된 한 가지 유형의 객체에 해당합니다.

다음은 팩토리 메소드 패턴을 사용하는 시스템 코드의 모습입니다.

1단계: 제품 정의

from abc import ABC, abstractmethod

class Animal(ABC):
    @abstractmethod
    def make_sound(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def make_sound(self):
        print("Bhow Bhow!")

class Cat(Animal):
    def make_sound(self):
        print("Meow Meow!")

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2단계: 콘크리트 제품 만들기

## client code
if __name__ == '__main__':
    animal_type = input("Which animal should make sound Dog or Cat?")
    if animal_type.lower() == 'dog':
        Dog().make_sound()
    elif animal_type.lower() == 'cat':
        Cat().make_sound()

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3단계: 창작자 정의

...
...
class AnimalFactory:
    def make_sound(self, animal_type):
        return eval(animal_type.title())().make_sound()

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4단계: 구체적인 크리에이터 구현

## client code
if __name__ == '__main__':
    animal_type = input("Which animal should make sound Dog or Cat?")
    AnimalFactory().make_sound(animal_type)

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클라이언트는 다음과 같이 솔루션을 활용할 수 있습니다.

from abc import ABC, abstractmethod

class Animal(ABC):
    @abstractmethod
    def make_sound(self):
        pass

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Factory Method Pattern 솔루션을 사용하면 클라이언트가 시스템을 확장하고 필요한 경우 맞춤형 동물 구현을 제공할 수 있습니다.

팩토리 메소드 패턴의 장점

분리: 클라이언트 코드를 구체적인 클래스에서 분리하여 종속성을 줄이고 코드 안정성을 향상시킵니다.
유연성: 인스턴스화를 위해 특정 클래스에 묶이지 않고 많은 유연성을 제공하고 코드를 일반화합니다. 이런 식으로 우리는 ConcreteProduct 클래스가 아닌 인터페이스(제품)에 의존하게 됩니다.
확장성: 기존 코드를 수정하지 않고도 새로운 제품 클래스를 추가할 수 있어 개방형 원칙을 장려합니다.