State 패턴

2020-06-07

State Pattern

객체의 행동을 객체의 상태에 따라 변경하고 싶다면, 객체안에 state 변수를 갖고 있으면 됩니다. 그러면 if-else 조건문을 사용해 상태에 따라 다른 동작을 할 수 있습니다. State 패턴은 Context 와 State 를 이용하여 체계적이고 결합력이 낮은 방법을 제공합니다.

State 패턴의 Context 는 State 의 구현 객체를 하나 참조하고 있는 클래스 입니다. 이 Context는 요청을 처리하기 위해 State 객체에게 요청을 전달해줍니다.

예를 들어, TV를 켜고 끌 수 있는 버튼만 있는 TV 리모콘이 있다고 가정해보겠습니다. 이 버튼을 누르면, TV가 켜져있으면 TV가 꺼지고, TV가 꺼져있으면 TV가 켜집니다.

이 로직은 다음과 같이 간단히 구현할 수 있습니다.

BeforeTvRemote.java

public class BeforeTvRemote {
    private String state="";

    public void setState(String state){
        this.state=state;
    }

    public void doAction(){
        if(state.equalsIgnoreCase("ON")){
            System.out.println("TV가 켜짐.");
        }else if(state.equalsIgnoreCase("OFF")){
            System.out.println("TV가 꺼짐");
        }
    }

    public static void main(String args[]){
        BeforeTvRemote remote = new BeforeTvRemote();

        remote.setState("ON");
        remote.doAction();

        remote.setState("OFF");
        remote.doAction();
    }
}

코드를 보면 클라이언트는 “ON” , “OFF” 처럼 특정한 값을 사용하고 있습니다. 나중에 “ON”,”OFF” 말고 상태가 증가한다면, 구현체와 클라이언트 사이는 강한 결합력이 생기게되고, 클라이언트 코드는 유지보수하거나, 확장에 어려움을 겪게 됩니다.

State Pattern을 사용해보자

먼저 State 인터페이스를 만들어 메소드를 선언하고, State 구현 클래스와 Context 클래스를 만들어 보겠습니다.

State.java

public interface State {
    void doAction(TVContext state);
}

State 구현체 만들기

이번 예제에서는 두개의 State 클래스를 만들어 보겠습니다. TV를 켜는 클래스와 TV를 끄는 클래스 입니다.

TVStartState.java

public class TVStartState implements State {
    @Override
    public void doAction(TVContext state) {
        state.setTvState(new TVStopState());
        System.out.println("TV 켜짐");
    }
}

TVStopState.java

public class TVStopState implements State {
    @Override
    public void doAction(TVContext state) {
        state.setTvState(new TVStartState());
        System.out.println("TV가 꺼짐");
    }
}

Context클래스 구현하기

이제 state에 따라 동작을 하는 Context를 구현하면 됩니다.

TVContext.java

public class TVContext {

    private State tvState; //현재 State 상황, 요청전달

    public void setTvState(State tvState) {
        this.tvState = tvState;
    }

    public void doNext(TVContext state) {
        this.tvState.doAction(state);
    }
}

TVContext 클래스는 내부에는 State 객체를 갖고 있어 State 구현체에게 요청을 전달해줍니다.

테스트

StatePatternTests.java

public class StatePatternTests {

    public static void main(String[] args) {
        TVContext context = new TVContext();
        State tvStartState = new TVStartState();
        context.setTvState(tvStartState);

        context.doNext(context);
        context.doNext(context);
    }
}

결과

TV 켜짐
TV가 꺼짐

구조

State 패턴의 이점

State 패턴을 사용하면 다형성을 눈으로 확인할 수 있다는 장점이 있습니다. 오류를 낼 가능성이 낮아지고, 추가로 동작을 만들기가 쉬워집니다. 그리하여 유지보수성과 유연성이 높아져, 코드가 튼튼해집니다. 또한 이 예제에서 State 패턴은 if-else 문이나 switch-case 문을 사용하지 않았습니다.

State 패턴은 전략패턴(Strategy Pattern)과 매우 유사 합니다.