이터레이터 패턴(Iterator Pattern) 정리

이터레이터 패턴(Iterator Pattern) 정의 컬렉션 구현 방법을 노출시키지 않으면서도 그 집합체 안에 들어있는 모든 항목에 접근할 수 있는 방법을 제공한다.

 

컬렉션 안에 들어있는 모든 항목에 접근하는 방식이 통일되어 있으면 어떤 종류의 집합체에 관해서도 사용할 수 있는 다형적인 코드를 만들 수 있다.

이터레이터 패턴을 사용하면 모든 항목에 일일이 접근하는 작업을 컬렉션 객체가 아닌 반복자 객체에서 맡게 된다.

이렇게 하면 집합체의 인터페이스 및 구현이 간단해질 뿐 아니라, 집합체에서는 반복작업에서 손을 떼고 원래 자신이 할일(객체 컬렉션 관리)에만 전념할 수 있다.

 

이터레이터 패턴 클래스 다이어그램

 

두개의 서로다른 식당이 있고, 각각의 식당에서 메뉴를 구현한다고 가정한다.

 

MenuItem.java

public class MenuItem {
           String name;
           String description;
           boolean vegetrain;
           double price;
           public MenuItem(String name, String description, boolean vegetrain, double price) {
                      this.name = name;
                      this.description = description;
                      this.vegetrain = vegetrain;
                      this.price = price;
           }
           public String getName() {
                      return name;
           }
           public String getDescription() {
                      return description;
           }
           public double getPriace() {
                      return price;
           }
           public String isvegetrain() {
                      return vegetrain;
           }
}

 

PancakeHouseMenu.java

import java.util.ArrayList;
public class PancakeHouseMenu {
           ArrayList<MenuItem> menuItems;
           public PancakeHouseMenu() {
                      this.menuItems = new ArrayList();
                      addItem("K&B 팬케이크 세트", "스크램블 애그와 토스트가 곁들여진 팬케이크",true,2.99);
                      addItem("레귤러 팬케이크 세트" , "달걀 후라이와 소시지가 곁들여진 팬케이크", false, 2.99);
                      addItem("블루베리 팬케이크", "신선한 블루베리와 블루베리 시럽으로 만든 팬케이크", true, 3.49);
                      addItem("와플","와플, 취향에 따라 블루베리나 딸기를 얹을 수 있습니다." true, 3.59);
           }
           public void addItem(String name, String description, boolean vegetarian, double price) {
                      MenuItem menuItem = new MenuItem(name, description, vegetarian, price);
                      menuItem.add(menuItem);
           }
           public ArrayList<MenuItem> getMenuItems() {
                      return menuItems;
           }
           // 기타 메소드들...
}

 

DinerMenu.java

public class DinerMenu {
           static final int MAX_ITEMS = 6;
           int numberOfItems = 0;
           MenuItem[] menuItems;
           public DinerMenu() {
                      this.menuItems = new MenuItem[MAX_ITEMS];
                      addItem("채식주의자용 BLT", "통밀 위에 (식물성)베이컨,상추,토마토를 얹은 메뉴", true, 2.99);
                      addItem("BLT", "통밀 위에 베이컨, 상추,토마토를 얹은 메뉴", false, 2.99);
                      addItem("오늘의 스프", "감자 샐러드를 곁들인 오늘의 스프", false, 3.29);
                      addItem("핫도그", "샤워크라우트, 갖은 양념, 양파, 치즈가 곁들여진 핫도그", false, 3.05);
           }
           public void addItem(String name, String description, boolean vegetarian, double price) {
                      MenuItem menuItem = new MenuItem(name, description, vegetarian, price);
                      if (numberOfItems >= MAX_ITEMS) {
                                 System.out.println("죄송합니다, 메뉴가 꽉찾습니다. 추가주문할 수 없습니다.");
                      } else {
                                 menuItems[numberOfItems] = menuItem;
                                 numberOfItems = numberOfItems + 1;
                      }
           }
           public MenuItem[] getMenuItems() {
                      return menuItems;
           }
           // 기타 메소드들...
}
 

 

위와 같이 두가지 서로 다른 메뉴 표현 방식이 있을 때, 어떤 문제가 생길 수 있을까?

 

두 메뉴를 사용하는 클라이언트를 만들어보자.

클라이언트 기능은 5가지로 정한다.

1.     printMenu() – 메뉴에 있는 모든 항목을 출력

2.     printBreakFastMenu() – 아침 식사 항목만 출력

3.     printLunchMenu() – 점심 식사 항목만 출력

4.     printVegetarianMenu() – 채식주의자용 메뉴 항목만 출력

5.     isItemVegetarian(name) – name 항목이 채식주의자용이면 true, 아니면 false 리턴

 

각 메뉴에 들어있는 모든항목을 출력하려면

PancakeHouseMenu pancakeHouseMenu = new PancakeHouseMenu();
ArrayList<MenuItem> breakfastItems = pancakeHouseMenu.getMenuItems();
DinerMenu dinerMenu = new DinerMenu();
MenuItem[] lunchItems = dinerMenu.getMenuItems();
for ( int i=0; i < breakfaseItems.size(); i++) {
	MenuItem menuItem = breakfastItems.get(i);
	System.out.println(menuItem.getName());
	System.out.println(menuItem.getPrice());
	System.out.println(menuItem.getDescription());
}
for ( int i=0; i < lunchItems.length; i++) {
	MenuItem menuItem = lunchItems[i];
	System.out.println(menuItem.getName());
	System.out.println(menuItem.getPrice());
	System.out.println(menuItem.getDescription());
}

 

다른 모든 메소드들도 결국 위에 있는 코드랑 비슷한 식으로 작성해야 한다.

항상 두 메뉴를 이용하고, 각 아이템에 대해서 반복적인 작업을 수행하기 위해 두 개의 순환문을 써야 한다.

이후에 식당이 더 추가된다면 이런 상황이 계속 반복된다.

 

디자인 원칙중 “바뀌는 부분을 캡슐화 하라”는 내용이 있었다.

반복을 캡슐화 할 수 있을까?

 

아래와 같이 반복작업을 캡슐화한 Iterator 객체를 만들면 된다.

Iterator <MenuItem> iterator = breakfastMenu.createIterator();
while(iterator.hasNext(){
    MenuItem menuItem = iterator.next();
}
Iterator<MenuItem> iterator = lunchMenu.createIterator();
while(iterator.hasNext(){
      MenuItem menuItem = iterator.next();
}

 

하나의 새로운 Iterator 인터페이스를 만들어도 되지만, java.util.Iterator 인터페이스를 사용해서

Iterator를 적용시켜 보자.

 

Menu.interface

public interface Menu {
	public Iterator<MenuItem> createIterator();
}

 

PancakeHouseMenu.java

public class PancakeHouseMenu implements Menu {
	ArrayList<MenuItem> menuItems;
	public PancakeHouseMenu() {
		this.menuItems = new ArrayList();
		additem("K&B 팬케이크 세트","스크램블드 에그와 토스트가 곁들여진 펜케이크",true,2.99);
		additem("레귤러 팬케이크 세트","달걀 후라이와 소시지가 곁들여진 펜케이크",false,2.99);
		additem("블루베리 펜케이크","신선한 블루베리와 블루베리 시럽으로 만든 펜케이크",true,3.49);
		additem("와플","와플, 취향에 따라 블루베리나 딸기를 얹을 수 있습니다.",true,3.59);
}
	public void additem(string name, String description, boolean vegetarian, double price) {
		MenuItem menuItem = new MenuItem(name, description, vegetarian, price);
		menuItem.add(menuItem);
}
	public ArrayList<MenuItem> getMenuItems() {
		return menuItems;
}
	@Override
	public Iterator<MenuItem> createIterator() {
		return menuItems.iterator(); //ArrayList 컬렉션은 반복자를 리턴하는 iterator() 라는 메소드가 있음.
}
//기타 메소드들...
}

 

DinnerMenu.java

public class DinnerMenu implements Menu {
	static final int MAX_ITEMS = 6;
	int numberOfItems = 0;
	MenuItem[] menuItems;
	public DinnerMenu() {
		this.menuItems = new MenuItem[MAX_ITEMS];
		additem("채식주의자용 BLT","통밀 위에 (식물성)베이컨, 상추, 토마토를 얹은 메뉴",true,2.99);
		additem("BLT","통밀 위에 베이컨, 상추, 토마토를 얹은 메뉴",false,2.99);
		additem("오늘의 스프","감자 샐러드를 곁들인 오늘의 스프",false,3.29);
		additem("핫도그","사워크라우트, 갖은 양념, 양파, 치즈가 곁들여진 핫도그",false,3.05);
}
	public void additem(string name, String description, boolean vegetarian, double price) {
		MenuItem menuItem = new MenuItem(name, description, vegetarian, price);
		if(nemberOfItems >= MAX_ITEMS){
			System.err.println("죄송합니다, 메뉴가 꽉 찼습니다. 더 이상 추가할 수 없습니다.");
		} else {
			menuItems[numberOfItems] = menuItem;
			numberOfItems = numberOfItems+1;
		}
}
	public MenuItem[] getMenuItems() {
		return menuItems;
}
@Override
	public Iterator<MenuItem> createIterator() {
		return new DinerMenujIterator(menuItems);
}
//기타 메소드들...
}

 

DinnerMenuIterator.java

public class DinerMenuIterator implements Iterator<MenuItem> {
	Menuitem[] list;
	int position = 0;
	public DinnerMenuIterator(MenuItem[] list) {
		this.list = list;
}
@Override
	public MenuItem next() {
		MenuItem menuItem = list[position];
		position += 1;
		return menuItem;
}
@Override
	public boolean hasNext() {
		if(position >= list.length || list[position] == null) return false;
		else return true;
}
@Override
	public void remove() { // 반드시 기능을 제공하지 않아도됨 그렇다면 java.lang.UnsupportedOperationException을 던지도록 하면됨
		if(position <= 0) Throw new IllegalStateException("next()가 한번도 호출되지 않음.");
		if(list[position-1] != null){
			for(int i=position-1; i<(list.length-1); i++){
				list[i] = list[i+1];
				}
				list[list.length-1] = null;
				}
		}
}

 

Waitress.java

public class Waitress {
	ArrayList<Menu> menus;
	public Waitress(ArrayList<Menu> menus) {
		this.menus = menus;
}
	public void printMenu() {
		Iterator menuIterator = menus.iterator();
		while(menuIterator.hasNext()){
			Menu menu = menuIterator.next();
			printMenu(menu.createIterator());
	}
}
	private void printMenu(Iterator<MenuItem> iterator) {
	while(iterator.hasNext()) {
		MenuItem menuItem = iterator.next();
		System.out.println(menuItem.getName());
		System.out.println(menuItem.getPrice());
		System.out.println(menuItem.getDescription());
		}
	}
}

 

MenuTestDrive.java

public class MenuTestDrive {
	public static void main(String args[]) {
		ArrayList<Menu> menuList = new ArrayList();
		menuList.add(new PancakeHouseMenu());
		menuList.add(new DinerMenu());
		Waitress waitress = new Waitress(menuList);
		waitress.printMenu();
	}
}

 

이제 집합체 내에서 어떤식으로 일이 처리되는지에 대해서 전혀 모르는 상태에서도 그 안에 들어있는 모든 항목들에 대해서 반복작업을 수행할 수 있게 되었다.

 

집합체에서 내부 컬렉션과 관련된 기능과 반복자용 메소드 관련 기능을 전부 구현하도록 했다면 어땠을까?

그렇게 하면 집합체에 들어가는 메소드 개수가 늘어나는데 이게 나쁜걸까?

 

우선 클래스에서 원래 그 클래스의 역할(집합체 관리) 외에 다른 역할(반복자 메소드)을 처리하도록 하면, 두 가지 이유로 인해 그 클래스가 바뀔 수 있게 된다.

하나는 컬렉션이 어떤 이유로 인해 바뀌게 되면 그 클래스가 바뀌어야 하고, 반복자 관련 기능이 바뀌었을 때도 클래스가 바뀌어야 한다.

 

이런 이유로 인해 “변경”이라는 주제와 관련된 디자인 원칙이 있다.

디자인 원칙 클래스를 바꾸는 이유는 한 가지 뿐이어야 한다.

 

클래스를 고치는 것은 최대한 피해야 한다.

코드를 변경하다 보면 많은 문제가 생길 수 있기 때문이다.

그래서 코드를 변경할 만한 이유가 두가지가 되면 그 만큼 그 클래스를 나중에 고쳐야 할 가능성이 커지게 될 뿐 아니라, 디자인에 있어서 두 가지 부분이 동시에 영향을 미치게 된다.

이 원칙에 따르면 한 역할은 한 클래스에서만 맡게 해야 한다.