전략 패턴(Strategy Pattern)이란?

다음은 위키피디아에서 정의하는 전략 패턴(strategy pattern)입니다.

전략 패턴(strategy pattern) 또는 정책 패턴(policy pattern)은 실행 중에 알고리즘을 선택할 수 있게 하는 행위 소프트웨어 디자인 패턴이다.

특정한 계열의 알고리즘들을 정의하고 알고리즘을 캡슐화하며
이 알고리즘들을 해당 계열 안에서 상호 교체가 가능하게 만든다.

객체의 행위 혹은 알고리즘을 전략(strategy)이라 합니다.
즉 객체의 행위를 쉽게 변경하기 위해 등장한 패턴이라 할 수 있습니다.

strategy-pattern-image-1

Context: Strategy 를 사용하는 객체
Strategy: 전략에 대한 인터페이스를 담당하는 객체
ConcreteStrategy: 전략에 대해 캡슐화된 구현을 담당하는 객체

위 그림과 같이 전략(Strategy)을 인터페이스로 추상화하고
그 전략을 각자의 캡슐화된 알고리즘으로 구현합니다.
어느 부분이 변화되는지 찾고 변화되는 부분을 캡슐화하는것이 중요합니다.

전략 패턴 예제 코드

실생활과 연관지어 예시를 들어보겠습니다.
집앞에 대형마트가 있어 평소 물건을 사러 자주 방문합니다.
그 대형마트에는 고객의 등급별로 결제시 포인트 적립 금액이 다릅니다.

마트에는 아래와 같은 고객 등급이 존재합니다.

VIP : 결제금액의 10% 적립
GOLD : 결제금액의 5% 적립
NORMAL : 혜택 없음

고객의 등급에 따라 포인트를 적립하는 행위를 코드로 작성해보겠습니다

전략 패턴 적용 전

Consumer.java

public interface Consumer {
    int payment(int price);
}

GoldConsumer.java

public class GoldConsumer implements Consumer {
    private static final double POINT_RATE = 0.05;

    @Override
    public int payment(int price) {
        return (int) (price * POINT_RATE);
    }
}

VipConsumer.java

public class VipConsumer implements Consumer {
    private static final double POINT_RATE = 0.1;

    @Override
    public int payment(int price) {
        return (int) (price * POINT_RATE);
    }

}

위 코드를 보시면 Consumer Interface 를 구현한 클래스들이 각 Gold , Vip 등급에 따라
POINT_RATE(적립 비율)을 다르게 갖고 있는것을 보실 수 있습니다.

PaymentService.java

public class PaymentService {
    private final Consumer consumer;

    public PaymentService(Consumer consumer) {
        this.consumer = consumer;
    }

    public int payForAmount(int price) {
        return consumer.payment(price);
    }
}

PaymentService 는 Consumer 를 생성자로 주입받아 payment를 호출합니다.

PayController.java (main)

public class PayController {
    public static void main(String[] args) {
        Consumer goldConsumer = new GoldConsumer();

        PaymentService paymentService = new PaymentService(goldConsumer);
        int goldPoint = paymentService.payForAmount(30000);
        System.out.println("goldPoint: " + goldPoint);

        Consumer vipConsumer = new VipConsumer();
        paymentService = new PaymentService(vipConsumer);
        int vipPoint = paymentService.payForAmount(30000);
        System.out.println("vipPoint: " + vipPoint);
    }
}

goldPoint: 1500
vipPoint: 3000

Process finished with exit code 0

언뜻보면 위 코드도 이미 전략 패턴을 이용한 코드로 느껴지실 수 있습니다.
반은 맞고 반은 틀리다 생각합니다.
PaymentService 에서는 Consumer 를 주입받아 각 행위마다 GoldConsumer , VipConsumer 라는 알고리즘을 변경하며 사용하기 때문이죠.
VipConsumer , GoldConsumer 각자의 책임에 대한 적립금 정책을 가지고 있습니다.

하지만 이 코드에도 역시 문제점이 존재합니다.
앞서 전략 패턴은 변경되는 행위에 대해 캡슐화를 해야 한다고 했습니다.
하지만 적립금 정책이 변경되거나 추가된다면 어떨까요?

VipConsumer가 국민카드로 결제했을시 추가 적립금 2000원이 주어진다는 요구사항이 들어왔다 가정해보겠습니다.

전략 패턴 적용 후

public class VipConsumer implements Consumer {
   private static final double POINT_RATE = 0.1;

    @Override
    public int payment(int price , String card) {
            int point = 0;
            if ("KB".equals(card)) {
                point += 2000;
            }

            point += (int) (price * POINT_RATE);
            return point;
    }
}

새로운 기능으로 변경하기 위해 기존 코드가 수정된 모습입니다.
이는 흔히 말하는 ocp(open-closed-principle)이 위배된 모습입니다.

다른 등급이지만 같은 정책을 사용하는 경우 코드가 중복될 수 있음
중복이라는것은 즉 코드변경시 변경이 여러군데에서 일어날 수 있음

포인트 적립 정책은 언제든지 변경될 수 있는 여지가 있습니다.
이를 캡슐화하여 전략 패턴을 적용해보겠습니다.

Vip고객의 포인트 적립 정책에 대해 전략패턴을 적용해보겠습니다.

PointStrategy.java

public interface PointStrategy {
    int earn(int price);
}

VipKBCardStrategy.java

public class VipKBCardStrategy implements PointStrategy {
    @Override
    public int earn(int price) {
        return 2000;
    }
}

VipConsumer.java

public class VipConsumer implements Consumer {
    private static final double POINT_RATE = 0.1;
    private PointStrategy pointStrategy;

    public VipConsumer(PointStrategy pointStrategy) {
        this.pointStrategy = pointStrategy;
    }

    @Override
    public int payment(int price) {
        int point = 0;
        point += pointStrategy.earn(price);
        point += price * POINT_RATE;
        return pointStrategy.earn(price);
    }
}

PayController.java(main)

public class PayController {
    public static void main(String[] args) {
        Consumer goldConsumer = new GoldConsumer();

        PaymentService paymentService = new PaymentService(goldConsumer);
        int goldPoint = paymentService.payForAmount(30000);
        System.out.println("goldPoint: " + goldPoint);

        Consumer vipConsumer = new VipConsumer(new VipKBCardStrategy());
        paymentService = new PaymentService(vipConsumer);
        int vipPoint = paymentService.payForAmount(30000);
        System.out.println("vipPoint: " + vipPoint);
    }
}

goldPoint: 1500
vipPoint: 5000

Process finished with exit code 0

VipConsumer 는 이제 VipPointStrategy 를 주입받아 적립금을 계산합니다.
그렇다면 카카오페이로 결제시 추가 적립금 1000원을 지급한다는 가정을 해보겠습니다.

KakaoPayStrategy.java

public class KakaoPayStrategy implements PointStrategy {
    @Override
    public int earn(int price) {
        return 1000;
    }
}

PayController.java

public class PayController {
    public static void main(String[] args) {
        Consumer goldConsumer = new GoldConsumer(new KakaoPayStrategy());

        PaymentService paymentService = new PaymentService(goldConsumer);
        int goldPoint = paymentService.payForAmount(30000);
        System.out.println("goldPoint: " + goldPoint);
    }
}

GoldConsuemr 에게 카카오페이 전략을 적용하였습니다.
카카오페이에 대한 요구사항 역시 전략을 추가하여 객체의 행위를 유연하게 변경한것을 확인할 수 있습니다.
그렇다면 30000 에 Gold등급인 5%의 적립금 + 카카오페이 결제시 1000원의 금액이 적립되어야 합니다.

goldPoint: 2500

Process finished with exit code 0

예제코드 클래스 다이어그램

strategy-pattern-image-2

전략 패턴을 사용하는 이유

추가되는 요구사항(strategy)에 대처가 유연하다(OCP 원칙을 준수할 수 있음)
Strategy 의 구현체가 Context와 분리되기 때문에 알고리즘에만 집중할 수 있음
객체의 전략이 분리되어있기 때문에 전략이 필요한 곳에 재사용 가능

전략 패턴(Strategy Pattern) 은 무엇일까