[필기 | 소프트웨어 설계] 디자인 패턴

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2025년도 정보처리기사 시험일정

📂 정보처리기사 필기 1과목 소프트웨어 설계
01. [필기 | 소프트웨어 설계] 소프트웨어 생명 주기 모형
02. [필기 | 소프트웨어 설계] 스크럼과 XP
03. [필기 | 소프트웨어 설계] 현행 시스템 파악 / 데이터베이스 관리 시스템(DBMS) / 웹 에플리케이션 서버(AWS)
04. [필기 | 소프트웨어 설계] 요구사항 정의
05. [필기 | 소프트웨어 설계] 요구사항 분석
06. [필기 | 소프트웨어 설계] UML(Unified Modeling Language)
07. [필기 | 소프트웨어 설계] 사용자 인터페이스(UI)
08. [필기 | 소프트웨어 설계] 품질 요구사항
09. [필기 | 소프트웨어 설계] 소프트웨어 아키텍처 설계
10. [필기 | 소프트웨어 설계] 패턴
11. [필기 | 소프트웨어 설계] 객체와 클래스
12. [필기 | 소프트웨어 설계] 객체지향
13. [필기 | 소프트웨어 설계] 모듈
14. [필기 | 소프트웨어 설계] 코드
15. [필기 | 소프트웨어 설계] 디자인 패턴
16. [필기 | 소프트웨어 설계] 시스템 연계

 

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✏️ 디자인 패턴(Design Pattern)

디자인 패턴은 각 모듈의 세분화된 역할이나 모듈들 간의 인터페이스와 같은 코드를 작성하는 수준의 세부적인 구현 방안을 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제를 의미

• 디자인 패턴은 문제 및 배경, 실제 적용된 사례, 재사용이 가능한 샘플 코드 등으로 구성
• 개발 과정 중에 문제가 발생하면 새로 해결책을 구상하는 것보다 문제에 해당하는 디자인 패턴을 참고하여 적용하는 것이 더 효율적
• GoF의 디자인 패턴은 유형에 따라 생성 패턴 5개, 구조 패턴 7개, 행위 패턴 11개 총 23개의 패턴으로 구성됨

디자인 패턴의 장점

• 범용적인 코딩 스타일로 인해 구조 파악 용이
• 객체지향 설계 및 구현의 생산성을 높이는데 적합
• 검증된 구조의 재사용을 통해 개발 시간과 비용이 절약됨
• 개발자 간의 원활한 소통 가능
• 설계 변경 요청에 대한 유연한 대처 가능

디자인 패턴의 단점

• 초기 투자 비용이 부담될 수 있음
• 객체지향을 기반으로 한 설계와 구현을 다루므로, 다른 기반의 애플리케이션 개발에는 적합하지 않음

 

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✏️ 생성 패턴(Creational Pattern)

 생성 패턴은 객체의 생성과 관련된 패턴으로, 총 5개의 패턴이 있음

생성 패턴은 객체의 생성과 참조 과정을 캡슐화하여, 객체가 생성되거나, 변경되어도 프로그램의 구조에 영향을 크게 받지 않도록 하여, 프로그램에 유연성을 더해줌

1. 추상 팩토리(Abstract Factory)
   • 구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관/의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현함
   • 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체하는 것이 가능함
2. 빌더(Builder)
   • 작게 분리된 인스턴스를 건축 하듯이 조합하여 객체를 생성함
   • 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리하고 있어, 동일한 객체 생성에서도 서로 다른 결과를 만들어 낼 수 있음
3. 팩토리 메소드(Factory Method)
   • 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴
   • 상위 클래스에서 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브 클래스가 담당함
   • 가상 생성자(Virtual Constructor) 패턴이라고도 함
4. 프로토타입(Prototype)
   • 원본 객체를 복제하는 방법으로, 객체를 생성하는 패턴
   • 일반적인 방법으로 객체를 생성하며, 비용이 큰 경우 주로 이용함
5. 싱글톤(Singleton)
   • 하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없음
   • 클래스 내에서 인스턴스가 하나뿐임을 보장하며, 불필요한 메모리 낭비를 최소화 할 수 있음

 

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✏️ 구조 패턴(Structure Pattern)

구조 패턴은 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만들 수 있게 해주는 패턴으로 총 7개의 패턴이 있음

• 구조 패턴은 구조가 복잡한 시스템을 개발하기 쉽게 도와줌

 

1. 어댑터(Adapter)
   • 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변화해주는 패턴
   • 기존의 클래스를 이용하고 싶지만, 인터페이스가 일치하지 않을 때 이용
2. 브리지(Bridge)
   • 구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장 할 수 있도록 구성한 패턴
   • 기능과 구현을 두 개의 별도 클래스로 구현함
3. 컴포지트(Composite)
   • 여러 객체를 가진 복합 개체와 단일 객체를 구분없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴
   • 객체들을 트리 구조로 구성하여 디렉터리 안에 디렉터리가 있듯이 복합 객체 안에 복합 객체가 포함되는 구조를 구현 할 수 있음
4. 데코레이터(Decorator)
   • 객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장 할 수 있는 패턴
   • 임의의 객체에 부가적인 기능을 추가하기 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식으로 구현
5. 퍼싸드(Facade)
   • 복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴
   • 서브 클래스들 사이의 통합 인터페이스를 제공하는 Wrapper 객체가 필요함
6. 플라이웨이트(Flyweight)
   • 인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고, 가능한 한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴
   • 다수의 유사 객체를 생성하거나 조작할 때 유용하게 사용할 수 있음
7. 프록시(Proxy)
   • 접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴
   • 네트워크 연결, 메모리의 대용량 객체로의 접근 등에 주로 이용함

 

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✏️ 행위 패턴(Behavioral Pattern)

행위 패턴은 클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴으로 총 11개의 패턴이 있음

• 행위 패턴은 하나의 객체로 수행할 수 없는 작업을 여러 객체로 분배하면서 결합도를 최소화 할 수 있도록 도와줌

1. 책임 연쇄(Chain of Responsibility)
   • 요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴
   • 요청을 처리할 수 있는 각 객체들이 고리(Chain)로 묶여 있어 요청이 해결될 때까지 고리를 따라 책임이 넘어감
2. 커맨드(Command)
   • 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴
   • 요청에 사용되는 각종 명령어들을 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화함
3. 인터프리터(Interpreter)
   • 언어에 문법 표현을 정의하는 패턴
   • SQL이나 통신 프로토콜과 같은 것을 개발할 때 사용
4. 반복자(Iterator)
   • 자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴
   • 내부 표현 방법의 노출 없이 순차적인 접근이 가능함
5. 중재자(Mediator)
   • 수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용(Interface)을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴
   • 객체 사이의 의존성을 줄여 결합도를 감소시킬 수 있음
6. 메멘토(Memento)
   • 특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴
   • ctrl+z와 같은 되돌리기 기능을 개발할 때 주로 이용함
7. 옵서버(Observer)
   • 한 객체의 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴
   • 주로 분산된 시스템 간에 이벤트를 생성/발행(Publish)하고, 이를 수신(Subscribe)해야 할 때 이용함
8. 상태(State)
   • 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴
   • 객체 상태를 캡슐화하고 이를 참조하는 방식으로 처리함
9. 전략(Strategy)
   • 동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴
   • 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용할 수 있으며, 클라이언트에 영향 없이 알고리즘의 변경이 가능함
10. 템플릿 메소드(Template Method)
    • 상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴
    • 유사한 서브 클래스를 묶어 공통의 내용을 상위 클래스에서 정의함으로써 코드의 양을 줄이고 유지보수를 용이하게 해줌
11. 방문자(Visitor)
    • 각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴
    • 분리된 처리 기능은 각 클래스를 방문(Visit)하여 수행함