[Design Pattern] Iterator

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By bienew22
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[Design Pattern] Iterator

제가 느낀 반복자(Iterator) 패턴의 키워드는 “구현과 분리하여 반복”입니다.

Iterator Pattern

저희는 코드를 작성하다 보면은 루프를 다양하게 사용됩니다.

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Object[] arr = ...;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    ... do something ...
}

특히 위코드 처럼 어떤 데이터 집합에 대하여 많이 사용됩니다. 여기서 반복자(Iterator) 패턴은 변수 i의 기능을 대신하는 것으로 데이터 집합에 대하여 순차적인 접근을 지원하는 패턴입니다.

패턴 구조

반복자 패턴 다이어그램

  • Aggregate (인터페이스)
    • 집합체(컬렉션) 역할, ConreateIterator 객체를 반환하는 API 제공.
    • java에서는 내장으로 Iterable이름으로 제공해주고 있습니다.
  • Iterator (인터페이스)
    • 반복자 역할, 요소를 순서대로 검색하는 API 제공.
  • ConcreateAggregate (클래스)
    • 실제 컬렉션
  • ConcreateIterator (클래스)
    • 실제 반복자
    • 반복에 필요한 정보를 가지고 있음.
    • 어떤 순서으로 순회할지에 대한 로직이 구체화 되어 있음.

Client는 실제 반복을 인터페이스 객체를 통하여 반복하므로 실제 컬렉션 구현과 반복을 분리하게 됩니다.

패턴 설명

아래 예제를 통하여 반복과 구현의 필요성에 대하여 이야기 해보겠습니다.

초기 프로젝트 요구 사항

  1. Class.java : 반 별로 학생 목록을 배열로 관리합니다.
  2. Teacher.java : 각 반의 담임 선생님은 학생 목록을 확인할 수 있습니다.

반복자 패턴 적용 X

초기 요구사항대로 구현하면 다음과 같습니다.

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class Class {
    Student[] st = new Student[30];
    ...
}

class Teacher {
    void readAll() {
        for (int i = 0; i < myClass.st.length; i++) {
            System.out.println(myClass.st[i]);
        }
    }
}

하지만 매년 학생의 수가 변경 되면서 Class.java에서 기존 배열에서 List으로 바꾸어서 관리하려고 합니다.

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class Class {
    List<Student> st = new ArrayList();
    ...
}

class Teacher {
    void readAll() {
        // 여기도 바뀜...
        for (int i = 0; i < myClass.st.size(); i++) { 
            System.out.println(myClass.st[i]);
        }
    }
}

보시면 요구사항이 Class.java만 수정되었는데 Teacher.java도 수정해야 했습니다. 만약에 Class.java의 st를 다른 여러 파일에서도 사용하고 있다면 다른 파일들도 수정해야합니다.

반복자 패턴 적용 O

반복자 패턴을 적용하여 구현하면 다음과 같습니다.

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class Class implements Iterable<Book> {
    Student[] st = ...;

    @override
    Iterator<Student> iterator() {
        return new StudentIterator(this);
    }
}

class StudentIterator implements Iterator<Student> {
    ... 순회 전략 및 관련 정보 존재 ...
}

class Teacher {
    void readAll() {
        Iterator<Student> it = myClass.iterator();

        while(it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }

        // 확장 for문을 통하여 순회 가능.
        for (Student st: myClass) {
            ...
        }
    }
}

여기서 Teacher.java에서는 학생 목록 확인할 때 실제 구현이 아닌 인터페이스로 접근합니다. 따라서 Class.java에서 배열에서 List로 수정해도 Teacher.java를 수정하지 않아도 됩니다.

ConcreateAggregate의 구현이 완전히 바뀌게 되면 그에 맞게 ConcreateIterator 또한 수정해야 합니다.

결론

이렇게 구현과 반복을 분리하면, 구현을 수정해도 Client(Teacher.java)에서 반복을 수정하지 않아도 됩니다.

패턴 장/단점

장점

  • 컬렉션 종류 상관 없이 객체 접근 방식을 통일할 수 있습니다.
  • 컬렉션 내부 구조를 몰라도 모든 항목에 접근할 수 있습니다.
  • 다양한 순회 방법을 제공할 수 있습니다.

단점

  • 간단하게 작동하는 경우 패턴을 적용하면 관리해야하는 클래스가 늘어나고, 복잡도가 증가합니다.
    • 상황에 따라서 패턴 적용 여부를 잘 판단해야 합니다.
  • 패턴을 사용하는 것보다 특수 컬렉션의 요소를 직접 순회하는 것보다 효율적일 수 있습니다.

참고 문헌

Concept Notes, Design Pattern
design pattern
This post is licensed under CC BY 4.0 by the author.