디자인 패턴 - 생성 in C#

C#에서 **생성 패턴(Creational Patterns)**은 객체의 생성 방식을 정의하고 캡슐화하여 코드의 유연성과 유지보수성을 높이는 디자인 패턴입니다. 대표적인 생성 패턴으로는 다음과 같은 다섯 가지가 있습니다.

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Singleton (싱글톤 패턴)

• 목적: 클래스의 인스턴스를 하나만 생성하고 전역적으로 접근할 수 있도록 보장
• 활용 예시: 데이터베이스 연결, 설정 관리, 로깅 시스템

public class Singleton
{
    private static Singleton? _instance;
    private static readonly object _lock = new object();

    private Singleton() { } // 생성자 비공개

    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            lock (_lock)
            {
                return _instance ??= new Singleton();
            }
        }
    }
}

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Factory Method (팩토리 메서드 패턴)

• 목적: 객체 생성을 서브클래스에서 담당하도록 위임하여 확장성을 높임
• 활용 예시: 다양한 타입의 객체 생성 (예: 문서 생성기, UI 컨트롤러)

public abstract class Product
{
    public abstract void Use();
}

public class ConcreteProductA : Product
{
    public override void Use() => Console.WriteLine("Product A 사용");
}

public class ConcreteProductB : Product
{
    public override void Use() => Console.WriteLine("Product B 사용");
}

public abstract class Creator
{
    public abstract Product FactoryMethod();
}

public class ConcreteCreatorA : Creator
{
    public override Product FactoryMethod() => new ConcreteProductA();
}

public class ConcreteCreatorB : Creator
{
    public override Product FactoryMethod() => new ConcreteProductB();
}

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Abstract Factory (추상 팩토리 패턴)

• 목적: 관련된 객체들의 집합을 생성할 때, 구체적인 클래스를 지정하지 않고 생성
• 활용 예시: OS별 UI 컴포넌트 생성 (Windows, macOS, Linux 등)

// 1. 추상 제품군 정의
public interface IButton { void Render(); }
public interface ITextBox { void Render(); }

// 2. 구체적인 제품군 정의 (Windows 스타일)
public class WindowsButton : IButton
{
    public void Render() => Console.WriteLine("Windows 버튼 렌더링");
}

public class WindowsTextBox : ITextBox
{
    public void Render() => Console.WriteLine("Windows 텍스트박스 렌더링");
}

// 3. 구체적인 제품군 정의 (Mac 스타일)
public class MacButton : IButton
{
    public void Render() => Console.WriteLine("Mac 버튼 렌더링");
}

public class MacTextBox : ITextBox
{
    public void Render() => Console.WriteLine("Mac 텍스트박스 렌더링");
}

// 4. 추상 팩토리 정의
public interface IGUIFactory
{
    IButton CreateButton();
    ITextBox CreateTextBox();
}

// 5. 구체적인 팩토리 정의
public class WindowsFactory : IGUIFactory
{
    public IButton CreateButton() => new WindowsButton();
    public ITextBox CreateTextBox() => new WindowsTextBox();
}

public class MacFactory : IGUIFactory
{
    public IButton CreateButton() => new MacButton();
    public ITextBox CreateTextBox() => new MacTextBox();
}

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Builder (빌더 패턴)

• 목적: 객체 생성을 단계별로 진행하며, 최종적으로 완전한 객체를 생성
• 활용 예시: 복잡한 객체(예: HTML 문서, 게임 캐릭터) 생성

public class Car
{
    public string Engine { get; set; }
    public int Seats { get; set; }
    public bool HasGPS { get; set; }

    public void ShowInfo()
    {
        Console.WriteLine($"Engine: {Engine}, Seats: {Seats}, GPS: {HasGPS}");
    }
}

// 빌더 인터페이스
public interface ICarBuilder
{
    ICarBuilder SetEngine(string engine);
    ICarBuilder SetSeats(int seats);
    ICarBuilder SetGPS(bool hasGPS);
    Car Build();
}

// 빌더 구현
public class CarBuilder : ICarBuilder
{
    private Car _car = new Car();

    public ICarBuilder SetEngine(string engine)
    {
        _car.Engine = engine;
        return this;
    }

    public ICarBuilder SetSeats(int seats)
    {
        _car.Seats = seats;
        return this;
    }

    public ICarBuilder SetGPS(bool hasGPS)
    {
        _car.HasGPS = hasGPS;
        return this;
    }

    public Car Build() => _car;
}

// 빌더 사용 예시
var builder = new CarBuilder();
Car car = builder.SetEngine("V8").SetSeats(4).SetGPS(true).Build();
car.ShowInfo();

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Prototype (프로토타입 패턴)

• 목적: 기존 객체를 복사하여 새로운 객체를 생성
• 활용 예시: 게임 캐릭터 복사, 설정 복제

public class Prototype : ICloneable
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }

    public Prototype(string name, int age)
    {
        Name = name;
        Age = age;
    }

    public object Clone() => new Prototype(Name, Age);

    public void ShowInfo() => Console.WriteLine($"Name: {Name}, Age: {Age}");
}

// 사용 예시
var original = new Prototype("홍길동", 30);
var copy = (Prototype)original.Clone();
copy.ShowInfo(); // Name: 홍길동, Age: 30

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정리

패턴	설명	활용 예시
Singleton	단 하나의 인스턴스를 유지	설정 관리, 로깅 시스템
Factory Method	객체 생성을 서브클래스에서 결정	UI 컨트롤러, 데이터베이스 연결
Abstract Factory	관련된 객체의 집합을 생성	OS별 UI 컴포넌트
Builder	복잡한 객체를 단계별로 생성	HTML 생성기, 게임 캐릭터 설정
Prototype	기존 객체를 복제하여 새 객체 생성	게임 캐릭터 복사, 설정 복제

이처럼 생성 패턴을 적절히 활용하면 코드의 유연성과 유지보수성을 향상시킬 수 있습니다. 🚀