Adapter Pattern

클래스의 인터페이스를 사용자가 기대하는 인터페이스 형태로 변환시킨다. 서로 일치하지 않는 인터페이스를 갖는 클래스들은 함께 동작시킨다.

Motivation

구식 라이브러리나 외부 라이브러리와 새로운 시스템이 호환되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 어떤 API는 기존 시스템에서 사용하는 인터페이스와 다르게 설계되어, 이를 그대로 사용이 불가능할 수 있다.

어댑터 패턴을 사용해 호환성을 맞춰줄 수 있다.

Applicability

• 기존 클래스를 사용하고 싶은데 인터페이스가 맞지 않을 때
• 아직 예측하지 못한 클래스나 실제 관련되지 않는 클래스들이 기존 클래스를 재사용하고자 하지만, 이미 정의된 재사용 가능한 클래스가 지금 요청하는 인터페이스를 정의하고 있지 않을 때, 즉 이미 만든 것을 재사용하고자 하나 이 재사용 가능한 라이브러리를 수정할 수 없을 때
• (Object Adapter만 해당) 이미 존재하는 여러 개의 서브클래스를 사용해야 하는데, 이 서브클래스들의 상속을 통해 이들 인터페이스를 다 개조한다는 것이 현실성이 없을 때, Object Adapter를 사용해 부모 클래스의 인터페이스를 변형하는 것이 더 바람직함

Structure

Class Adapter

Class Adapter는 다중 상속을 활용해 한 인터페이스를 다른 인터페이스로 적응시킨다.

Object Adapter

Object Adapter는 객체 합성을 사용해 이루어진다.

• Target: 사용자가 사용할 인터페이스를 정의하는 클래스
• Client: Target 인터페이스를 만족하는 객체와 동작할 대상
• Adaptee: 인터페이스의 적응이 필요한 기존 인터페이스를 정의
• Adapter: Target 인터페이스에 Adaptee의 인터페이스를 적응시키는 클래스

Collaborations

• 사용자는 Adapter에 해당하는 클래스의 인스턴스 연산을 호출하고, Adapter는 해당 요청을 수행하기 위해 Adaptee의 연산을 호출한다.

Consequences

Class Adapter

• Adapter 클래스는 Adaptee 클래스를 Target 클래스로 변형하는데, 이를 위해 Adaptee 클래스를 상속받아야 하기 때문에, 하나의 클래스(Adaptee)만 변환할 수 있으며, Adaptee의 서브클래스까지 포함하여 변환할 수 없다.
• Adapter 클래스는 Adaptee 클래스를 상속하기 때문에 Adaptee에 정의된 행동을 재정의할 수도 있다.
• 한 개의 객체(Adapter)만 사용하며, Adaptee로 가기 위한 추가적인 포인터는 필요하지 않다.

Object Adapter

• Adapter 클래스는 하나만 존재해도 많은 Adaptee 클래스들과 동작할 수 있다. Adapter 객체가 포함하는 Adaptee에 대한 참조자는 Adaptee 인스턴스를 관리할 수도 있고, Adaptee 클래스를 상속받는 다른 서브클래스의 인스턴스도 관리할 수 있기 때문이다. 따라서 하나의 Adapter 클래스로 모든 Adaptee 클래스와 이를 상속받는 서브클래스 모두를 이용할 수 있다.
• Adaptee 클래스의 행동을 재정의하기 어렵다. 이를 위해 Adaptee 클래스를 상속받아 새로운 서브클래스를 만들고, Adapter 클래스는 Adaptee 클래스가 아닌 Adaptee의 서브클래스를 참조해야 한다.

Implementation

1. Class Adapter를 C++로 구현

   C++에서 Adapter 클래스는 Target 클래스에서 public으로 상속받고, Adaptee는 private으로 상속받아야 한다. 즉, Target에 정의된 인터페이스는 Adapter에서도 public으로 공개되지만, Adaptee는 내부 구현에 필요한 것이므로, Adaptee가 사용자에게 알려질 필요는 없다.

2. 대체 가능 Adapter

   1. 추상 연산을 사용하는 방법

      범위가 제한된 Adaptee 인터페이스를 추상 연산으로 Target에 정의한다. 이 클래스를 상속받는 서브클래스는 이 추상 연산에 대한 구현을 제공해야 하고, 계층 구조를 갖는 객체를 개조할 수 있다.

   2. 위임 객체를 사용하는 방법

      Target 클래스가 자신에게 요청된 메시지를 다른 위임 객체에게 전달하는 방법이다.

   3. 매개변수화된 Adapter를 사용하는 방법

      제네릭이나 생성자 주입 등을 사용해 유연하게 다양한 Target 객체를 처리할 수 있도록 설계한 Adapter이다.

Sample Code

Class Adapter

class Shape {
public:
    Shape();
    virtual void BoundingBox(Point& bottomLeft, Point& topRight) const;
    virtual Manipulator* CreateManipulator() const;
};

class TextView {
public:
    TextView();
    void GetOrigin(Coord& x, Coord& y) const;
    void GetExtent(Coord& width, Coord& height) const;
    virtual bool IsEmpty() const;
};

Shape의 BoundingBox() 메서드는 bottomLeft와 topRight를 매개변수로 받아 상자(BoundingBox)를 만든다. 그러나 TextView 클래스에는 BoundingBox() 메서드는 정의되지 않고, 이를 대치할 수 있는 GetOrigin(), GetExtent() 두 메서드가 정의되어 있다. GetOrigin()을 통해 시작점이 되는 x, y 좌표를 얻고, GetExtent()로 넓이, 길이를 구해 경계가 있는 상자를 만들 수 있다.

Shape 클래스에는 Manipulator 객체를 생성하기 위한 CreateManipulator() 연산이 정의되어 있다. 이 연산을 통해 만들어진 객체는 사용자가 도형을 조작할 때 이 도형을 어떻게 이동시키는지 알고 있다. 그러나 TextView에는 이런 연산이 없다.

이렇게 TextView 클래스가 Shape이 원하는 형태의 연산 이름으로 서비스를 제공하지 않을 때에도 TextView를 사용하고자 한다면, Adapter를 하나 만들어야 한다.

Adapter 클래스인 TextShape을 구현할 때 다중 상속을 이용해보자.

Adapter 클래스가 두 개의 부모 클래스에서 상속받지만, 두 개의 상속은 차이가 있다. 하나는 부모 클래스에 정의된 인터페이스를 상속받기 위함이고(public), 또 다른 하나는 부모 클래스에 정의된 구현을 상속받기 위함이다(private).

class TextShape : public Shape, private TextView {
public:
    TextShape();
    
    virtual void BoundingBox(Point& bottomLeft, Point& topRight) const;
    virtual bool IsEmpty() const;
    virtual Manipulator* CreateManipulator() const;
};

BoundingBox() 연산은 Shape 클래스에 정의된 연산과 동일한 이름으로 맞추고 있다. 그러나 그 구현은 TextView 클래스에 정의된 GetOrigin(), GetExtent()를 사용해 기능을 만족시킨다.

void TextShape::BoundingBox(Point& bottomLeft, Point& topRight) const {
    Coord bottom, left, width, height;

    GetOrigin(bottom, left);
    GetExtent(width, height);

    bottomLeft = Point(bottom, left);
    topRight = Point(bottom + height, left + width);
};

IsEmpty() 연산에서는 어댑터 구현에 공통적인 요청을 직접 전달하고 있다.

bool TextShape::IsEmpty () const {
    return TextView::IsEmpty();
}

TextView 클래스에서 제공되지는 않지만, Shape의 서브클래스로 제공해야하는 CreateManipulator()의 처리를 보자. 이 부분은 새로 개발해야 한다. 즉, Manipulator 클래스도 있어야 하고, 이를 상속받아 텍스트를 처리하는 TextManipulator도 있어야 한다(이런 클래스들은 이미 개발되어 있다고 가정하자). CreateManipulator()의 구현은 이미 개발된 TextManipulator 클래스의 인스턴스를 만들어 반환하는 것 뿐이다.

Manipulator* TextShape::CreateManipulator() const {
    return new TextManipulator(this);
}

Object Adapter

Object Adapter는 서로 다른 인터페이스를 갖는 두 클래스를 합치기 위해 객체 합성 기법을 사용한다. 이 때 Adapter 클래스인 TextShape은 TextView 클래스 인스턴스에 대한 포인터를 관리한다.

class TextShape : public Shape {
public:
    TextShape(TextView*);
    
    virtual void BoundingBox(Point& bottomLeft, Point& topRight) const;
    virtual bool IsEmpty() const;
    virtual Manipulator* CreateManipulator() const;
private:
    TextView* _text;        // TextView에 대한 참조자
};

TextShape 클래스는 TextView 인스턴스에 대한 포인터를 초기화할 수 있는 생성자를 반드시 구현해야 한다. 이 포인터를 통해 TextView 클래스에 정의된 서비스가 필요할 때마다, TextView 객체에 대한 포인터를 이용해 호출하도록 해야 한다.

TextShape::TextShape(TextView* t) {
    _text = t;
}

void TextShape::BoundingBox(Point& bottomLeft, Point& topRight) const {
    Coord bottom, left, width, height;

    _text->GetOrigin(bottom, left);     // 객체 참조자를 통한 메서드 호출
    _text->GetExtent(width, height);    // 객체 참조자를 통한 메서드 호출

    bottomLeft = Point(bottom, left);
    topRight = Point(bottom + height, left + width);
}

bool TextShape::IsEmpty() const {
    return _text->IsEmpty();
}

CreateManipulator() 구현은 동일하다. CreateManipulator() 구현은 새롭게 구현하는 것이므로 상속을 하더라도 부모 클래스에서 상속받은 내용이 없기 때문에 객체 합성 방식으로 구현하는 것과 차이가 없다.

Manipulator* TextShape::CreateManipulator() const {
    return new TextManipulator(this);
}

객체 합성 방식의 경우 어댑터 내부에 Adaptee 객체를 포함하고, 생성자로 주입받거나 관리해야 하므로 코드가 더 많은 코드가 필요하다.