9-1. 데커레이터_동적 데커레이터

데커레이터 패턴 :

 어떤 기능에 추가적으로 기능을 덧붙이고 싶을 경우 그 기능들을 Decorator로 만들어서 덧붙이는 방식.

 이미 존재하는 타입에 새로운 기능을 추가하면서도 원래 타입의 코드에 수정을 피할 수 있게 해준다.

 

시나리오

도형을 나타내는 Shape가 기존에 존재하고 있고 이를 상속받아 색상이 있는 도형과 투명한 도형을 추가한다. 나중에 두가지 속성을 모두 필요로 하는 경우가 발생하여 추가로 클래스를 만드는데 결과적으로 두가지 기능을 추가하기 위해 클래스를 3개 만들게 된다. 이런식이면 기능이 하나 추가될때마다 7개의 클래스를 만들어야 할 수도 있다.

struct Shape{
    virtual string str() const =0;
};

struct Circle: Shape{
    float radius;

    explicit Circle (const float radius)
        : radius{radius} {}
    void resize(float factor){ radius *= factor;}

    string str() const override{
        ostringstream oss;
        oss<< "A circle of radius " << radius;
        return oss.str();
    }
}; // Square 구현은 생략

평범한 상속으로는 효율적으로 새로운 기능을 도형에 추가할 수가 없다는 것을 알 수 있다. 따라서 컴포지션을 활용한다.

컴포지션 : 데커레이터 패턴에서 객체들에 새로운 기능을 확장할때 활용되는 메커니즘

 

동적 컴포지션 : 참조를 주고받으면서 런타임에 동적으로 무언가를 합성할 수 있게 한다.

정적 컴포지션 : 템플릿을 이용하여 컴파일 시점에 추가기능이 합성되게 한다.

 

동적 데커레이터

 도형에 색을 입히려 한다고 가정하자. 상속대신 컴포지션으로 ColoredShape을 만들 수 있다.

struct ColoredShape : Shape{
    Shape& shape;
    string color;

    ColoredShape(Shape& shape, const string& color)
        : shape{shape}, color{color}{}
    
    string str() const override{
        ostringstream oss;
        oss << shape.str() << " has the color " << color;
        return oss.str();
    }
}; 

Circle circle{ 0.5f };
ColoredShape redCircle{ circle, "red" };
cout << redCircle.str();
// 출력결과 "A circle of radius 0.5 has the color red"

 

 투명도를 가지게 하고 싶다면 다음과 같이 구현할 수 있다.

struct TransparentShape : Shape{
    Shape& shape;
    uint8_t transparency;

    TransparentShape(Shape& shape, const uint8_t transparency)
        : shape{shape}, transparency{transparency} {}

    string str() const override{
        ostringstream oss;
        oss << shape.str() << " has "
            << static_cast<float>(transparency) / 255.f * 100.f
            << "% transparency";
        return oss.str();
    }
};

Square square{ 3 };
TransparentShape demiSquare{ square, 85 };
cout << demiSquare.str();
// 출력결과 "A square with side 3 has 33.3333% transparency"

 

이제 투명도를 0..255 범위로 지정하면 그것을 퍼센테이지로 출력해주는 새로운 기능이 추가되었다.

편리하게 ColoredShape와 TrnasparentShape를 합성하여 색상과 투명도 두 기능 모두 도형에 적용되도록 할 수 있다.

TransparentShape myCircle{
	ColoredShape{
		Circle{23}, "green"
	}, 64
};
cout << myCircle.str();
// 출력결과 "A circle of radius 23 has the color green has 25.098% transparency"

 

하지만 문제도 있다 ColoredShape{ColoredShape{...}}과 같은 합성이 동작하게 할 수도 있다. OOP를 활용하면 방지할 수 있겠지만 ColoredShape{TransparentShape{ColoredShape{...}}} 같은 경우 탐지하기 힘들 것이다.

 

전체 코드 :

#include <iostream>
#include <sstream>
using namespace std;

struct Shape{
    virtual string str() const =0;
};

struct Circle: Shape{
    float radius;

    explicit Circle (const float radius)
        : radius{radius} {}
    void resize(float factor){ radius *= factor;}

    string str() const override{
        ostringstream oss;
        oss<< "A circle of radius " << radius;
        return oss.str();
    }
};

struct Square: Shape{
    float length;

    explicit Square (const float length)
        : length{length} {}
    void resize(float factor){ length *= factor;}

    string str() const override{
        ostringstream oss;
        oss<< "A square with side " << length;
        return oss.str();
    }
};

struct ColoredShape : Shape{
    Shape& shape;
    string color;

    ColoredShape(Shape& shape, const string& color)
        : shape{shape}, color{color}{}
    
    string str() const override{
        ostringstream oss;
        oss << shape.str() << " has the color " << color;
        return oss.str();
    }
};    

struct TransparentShape : Shape{
    Shape& shape;
    uint8_t transparency;

    TransparentShape(Shape& shape, const uint8_t transparency)
        : shape{shape}, transparency{transparency} {}

    string str() const override{
        ostringstream oss;
        oss << shape.str() << " has "
            << static_cast<float>(transparency) / 255.f * 100.f
            << "% transparency";
        return oss.str();
    }
};

int main(){
    Circle circle{0.5f};
    ColoredShape redCircle{circle, "red"};
    cout << redCircle.str() << endl;
    // 출력결과 "A circle of radius 0.5 has the color red"

    Square square{3};
    TransparentShape demiSquare{square, 85};
    cout << demiSquare.str() << endl;
    // 출력결과 "A square with side 3 has 33.3333% transparency"

    Circle circle2{23};
    ColoredShape greenCircle{circle2, "green"};
    TransparentShape myCircle{greenCircle, 64};
    cout << myCircle.str() << endl;
    // 출력결과 "A circle of radius 23 has the color green has 25.098% transparency"
    return 0;
}