유니티 디자인패턴 - 빌더(Java와 GoF의 차이점) (Unity Design Patterns - Builder)

빌더라는 디자인패턴이 있다. 그런데 Effective Java의 빌더와 GoF가 말하는 빌더패턴의 의미가 다르다. 이 글에서는 두 패턴의 차이를 아주 간단한 예제를 통해 알아보도록 하겠다. 설명을 위해 유니티의 특성을 덜 사용하게 되는데 그래도 유니티상에서 코딩을 한 것이기 때문에 제목에 유니티를 넣어주었다.

1. Java에서의 빌더 패턴

일단 Java에서의 빌더 패턴은 쉽게 말하자면 객체를 만들 때 private 변수를 각각 개별 함수로 세팅하고, 변수설정이 끝났다면 객체를 만들어 반환하는 방법이다. 이때 만들어진 객체는 멤버변수를 다시는 수정할 수 없도록 해서 안전하게 보호할 수 있다.

만약 세이브 데이터를 빌더 패턴으로 만든다면 다음과 같은 코드로 만들게 된다.

public class SaveData
{
    public string name{ get; private set; }
    public int level{ get; private set; }
    public string location{ get; private set; }

    public SaveData(string tName, int tLevel, string tLocation)
    {
        this.name = tName;
        this.level = tLevel;
        this.location = tLocation;
    }
    
    //세이브 데이터를 생성해주는 빌더 클래스.
    public class SaveDataBuilder
    {
        private string name = "defaultName";
        private int level = -1;
        private string location = "시작의 마을 여관";

        //개발자가 판단하기에 가장 중요한 변수는 생성자에 넣어서 반드시 세팅되도록 해준다.
        public SaveDataBuilder(string tName)
        {
            this.name = tName;
        }

        //이하는 Setter함수들. 리턴값으로 this를 해주는게 바로 포인트.
        public SaveDataBuilder SetLevel(int tLevel)
        {
            this.level = tLevel;
            return this;
        }

        public SaveDataBuilder SetLocation(string tLocationh)
        {
            this.location = tLocationh;
            return this;
        }

        //원하는 값들이 세팅되면 최종적으로 이 함수를 실행해서 세이브 데이터 객체를 하나 만들어준다.
        public SaveData Build()
        {
            return new SaveData(name, level, location);
        }
    }
}

public class AppMain : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        //각 Set 함수를 실행하면 SaveDataBuilder가 리턴되기 때문에 걔속해서 .Set 이런식으로 멤버변수 세팅 가능. 
        //최종적으로 Build()를 실행하면 설정한 값에 따라 SaveData객체가 만들어짐.
        //이후엔 save1의 멤버변수를 수정할 방도가 없어서, 데이터를 보호할 수 있음.
        //만약 내가 설정하기 싫은 변수가 있으면 그 변수에 대한 Set함수를 사용 안하면 된다.
        SaveData save1 = new SaveData.SaveDataBuilder("글릭").SetLevel(1).SetLocation("발라마을 여관").Build();

    }
}

2. GoF의 빌더 패턴

GoF의 빌더 패턴은 새로운 객체를 만드는 방법론이라는 점은 Java의 빌더 패턴과 같지만, 전혀 관점이 다르다. 

Java의 빌더패턴은 Set함수를 여러개 써서 내가 원하는 변수를 세팅하고, Build() 후에는 멤버변수를 수정할 수 없게 해서 안전하게 보호하는 데에 목적이 있다.

반면 GoF의 빌더 패턴은 객체지향적인 방식인데, 예시를 통해 설명하겠다.

생과일 주스를 만드는 타이쿤 게임이 있다고 해보자. 손님이 원하는대로 포도주스, 딸기주스를 만들어서 줘야한다. 기계에 과일을 넣고, 버튼을 눌러 즙을 짜서 손님에게 주는 것은 동일하지만, 재료가 포도이냐 딸기냐가 다르다.

그럼 빌더패턴에 따라서 과일만들기 기능을 설계해보겠다.

클래스 명	설명	빌더 패턴 내에서의 명칭
Juice	손님에게 줄 주스. 멤버변수 type에 따라 포도주스 혹은 딸기주스가 된다.	product
JuiceBuilder	주스 객체를 만들고 세팅하는데에 필요한 멤버함수나 멤버변수를 선언해주는 추상 클래스.	Builder
StrawberryJuiceBuilder GrapeJuiceBuilder	JuiceBuilder를 상속받아 딸기주스 혹은 포도주스를 만드는 기능을 정의할 수 있는 실질적인 객체들.	Concrete Builder
JuiceMachine	JuiceBuilder의 함수들을 사용해서 때로는 딸기주스빌더, 때로는 포도주스빌더를 이용해 딸기주스와 포도주스를 만들어내는 과일가계의 주스기계.	Director

위의 표를 토대로 만든 코드는 아래와 같다.

//주스.
public class Juice
{
    public enum JuiceType
    {
        None,
        Grape,
        Strawberry
    }

    public JuiceType type = JuiceType.None;

    public void SetType(JuiceType type)
    {
        this.type = type;
    }
}

//주스 빌더 추상클래스.
public abstract class JuiceBuilder
{
    //만들어질 주스를 담을 변수
    protected Juice juice;

    //주스를 리턴
    public Juice CreateJuice()
    {
        return juice;
    }

    //새로운 주스를 만들 준비
    public void PrepareNewJuice()
    {
        juice = new Juice();
    }

    //주스를 만들기 전에 과일 세팅을 하는 추상함수. 내용물 정의는 하위 클래스에서 해줄 것이다.
    public abstract void SetFruit();
}

//딸기주스 빌더
public class StrawberryJuiceBuilder : JuiceBuilder
{
    public override void SetFruit()
    {
        juice.SetType(Juice.JuiceType.Strawberry);
    }
}

//포도주스 빌더
public class GrapeJuiceBuilder : JuiceBuilder
{
    public override void SetFruit()
    {
        juice.SetType(Juice.JuiceType.Grape);
    }
}

//주스 빌더를 사용할 주스 머신
public class JuiceMachine
{
    //딸기주스빌더 혹은 포도주스빌더를 담을 변수.
    private JuiceBuilder juiceBuilder;

    //딸기주스빌더 혹은 포도주스빌더를 세팅하는 함수.
    public void SetJuiceBuilder(JuiceBuilder builder)
    {
        juiceBuilder = builder;
    }

    //빌더가 세팅되었다면 본격적으로 주스를 만들 준비를 한다.
    public void MakeJuice()
    {
        juiceBuilder.PrepareNewJuice();
        juiceBuilder.SetFruit();
    }

    //주스 만들 준비가 끝났다면 주스를 만들어서 손님에게 준다.
    public Juice GetJuice()
    {
        return juiceBuilder.CreateJuice();
    }
}

public class AppMain : MonoBehaviour
{
    // Start is called before the first frame update
    void Start()
    {
        JuiceMachine machine = new JuiceMachine();
        GrapeJuiceBuilder grapeJuiceBuilder = new GrapeJuiceBuilder();
        StrawberryJuiceBuilder strawberryJuiceBuilder = new StrawberryJuiceBuilder();

        //포도주스 제조.
        machine.SetJuiceBuilder(grapeJuiceBuilder);
        machine.MakeJuice();
        Juice grapeJuice = machine.GetJuice();

        //딸기주스 제조.
        machine.SetJuiceBuilder(strawberryJuiceBuilder);
        machine.MakeJuice();
        Juice strawberryJuice = machine.GetJuice();

    }
}