[디자인패턴] 생성 패턴 - 빌더 패턴

생성 - 빌더 패턴

빌더 패턴

• 동일한 인터페이스를 이용하여 여러 종류의 제품을 생성할 수 있다.
• 복잡한 물체를 동일 인터페이스를 이용하여 단계적으로 구현할 수도 있다.

 

빌더 패턴이 필요한 이유

상황

• 여러 종류의 제품을 만들 수 있어야 하는 경우

 

1. 상속을 이용

• 방법 : 기본 클래스를 확장하여 구현체별 서브 클래스를 생성한다.
• 문제점 : 구현체별 너무 많은 하위 클래스가 생성된다.

2. 가능한 경우에 대한 매개변수 생성

• 방법 : 모든 가능한 경우에 대해 생성자에 매개변수를 추가한다.
• 문제점 : 대부분의 경우 대부분의 매개변수가 사용되지 않는다.

3. 빌더 패턴 사용하는 경우

출처 : https://refactoring.guru/design-patterns/builder

• 방법 : 객체 구성 코드를 빌더라는 개별 객체로 옮긴다.
• 장점 : 필요한 단계만 선택하여 객체를 생성할 수 있다.

 

구조

출처 : https://refactoring.guru/design-patterns/builder

1. 빌더 : 제품 생성의 공통 단계를 인터페이스로 정의한다.
2. 구체 빌더 : 빌더 인터페이스를 따라 각 종류의 제품의 특성에 맞게 메서드를 구현한다.
   • 빌더 인터페이스 외에 제품 특성별 새로운 메서드들이 추가될 수 있다.
3. 제품 : 구체 빌더가 생성하는 제품
4. 디렉터 : 빌더를 이용해 레시피대로 객체를 생성한다.

 

예시 : 서브웨이

• 빌더 패턴을 이용해 객체를 생성하는 방법에는 2가지가 있다.
  • 디렉터를 이용해 정해진 레시피대로 객체를 생성한다. (서브웨이 썹픽)
  • 커스텀 주문 : 직접 빌더의 메서드를 호출하여 객체를 생성한다. (하나하나 직접 지정)

public class Sandwich {

    private String bread;        
    private String meat;         
    private String cheese;       
    private boolean isToasted;   
    private List<String> vegetables = new ArrayList<>();  
    private List<String> sauces = new ArrayList<>();    

    public void setBread(String bread) { this.bread = bread; }
    public void setMeat(String meat) { this.meat = meat; }
    public void setCheese(String cheese) { this.cheese = cheese; }
    public void setToasted(boolean toasted) { isToasted = toasted; }
    public void addVegetable(String vegetable) { this.vegetables.add(vegetable); }
    public void addSauce(String sauce) { this.sauces.add(sauce); }

}

// 빌더 인터페이스
public interface SandwichBuilder {
    void reset();  
    void chooseBread(String bread);  
    void addMeat(String meat);       
    void addCheese(String cheese);  
    void setToasted(boolean toasted);
    void addVegetable(String vegetable); 
    void addSauce(String sauce);    
    Sandwich getResult();           
}

// 구체 빌더
public class SubwaySandwichBuilder implements SandwichBuilder {

    private Sandwich sandwich;

    public SubwaySandwichBuilder() {
        reset();
    }

    @Override
    public void reset() {
        sandwich = new Sandwich();
    }

    @Override
    public void chooseBread(String bread) {
        sandwich.setBread(bread);
    }

    @Override
    public void addMeat(String meat) {
        sandwich.setMeat(meat);
    }

    @Override
    public void addCheese(String cheese) {
        sandwich.setCheese(cheese);
    }

    @Override
    public void setToasted(boolean toasted) {
        sandwich.setToasted(toasted);
    }

    @Override
    public void addVegetable(String vegetable) {
        sandwich.addVegetable(vegetable);
    }

    @Override
    public void addSauce(String sauce) {
        sandwich.addSauce(sauce);
    }

    @Override
    public Sandwich getResult() {
        Sandwich result = this.sandwich;
        reset();
        return result;
    }
}

// 디렉터
public class SubwayEmployee {

    private SandwichBuilder builder;

    public void setBuilder(SandwichBuilder builder) {
        this.builder = builder;
    }

    // BMT 샌드위치 만들기
    public void constructBMT() {
        builder.reset();
        builder.chooseBread("허니오트");
        builder.addMeat("BMT");
        builder.addCheese("모짜렐라");
        builder.setToasted(true);
        builder.addVegetable("양상추");
        builder.addVegetable("토마토");
        builder.addVegetable("오이");
        builder.addSauce("랜치");
        builder.addSauce("스위트어니언");
    }
}

// 클라이언트
public class SubwayStore {

    public static void main(String[] args) {
        SubwayEmployee employee = new SubwayEmployee();
        SubwaySandwichBuilder builder = new SubwaySandwichBuilder();
        employee.setBuilder(builder);

        // BMT 주문 (썹픽)
        employee.constructBMT();
        Sandwich bmt = builder.getResult();
        System.out.println(bmt);

        // 커스텀도 가능
        builder.reset();
        builder.chooseBread("플랫브레드");
        builder.addMeat("로스트치킨");
        builder.addCheese("슈레드치즈");
        builder.setToasted(true);
        builder.addVegetable("양상추");
        builder.addSauce("스위트칠리");
        Sandwich custom = builder.getResult();
        System.out.println(custom);
    }
}

 

적용점

• 많은 개수의 옵션 매개변수가 존재할 때
  • 빌더 패턴을 이용하여 매개변수를 선택할 수 있게 되면, 수십개의 생성자가 필요 없게 된다.

class Pizza {
    Pizza(int size) { ... }
    Pizza(int size, boolean cheese) { ... }
    Pizza(int size, boolean cheese, boolean pepperoni) { ... }
    // ...

• 다양한 제품이 존재할 때
  • 상속 대신 빌더 패턴을 이용하여 복잡한 계층 구조 없이 다양한 객체를 생성할 수 있다.

 

Reference

https://refactoring.guru/design-patterns/builder

Builder