[GoF] Strategy 패턴 : 알고리즘을 모두 바꾼다 [같은 문제를 다른 방법으로 해결하기 쉽게 만들어주는 패턴]

- Strategy 패턴 : 알고리즘을 모두 바꾼다

Strategy 패턴은 스위치 전환하듯 알고리즘을 바꿔, 같은 문제를 다른 방법으로 해결하기 쉽게 만드는 패턴이다.

Strategy 패턴 / 참고자료 : https://refactoring.guru/ko/design-patterns/strategy

- 어떤 경우에 사용할까?

보통 프로그래밍을 하다 보면 알고리즘을 메서드 안에 녹아드는 형태로 구현하기 쉬운데, Strategy 패턴을 사용하면 알고리즘 부분을 다른 부분과 의도적으로 분리한다. 이로 인해 알고리즘을 용이하게 전환할 수 있다.

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- 예제 코드

Strategy 패턴 클래스 다이어그램 / 참고자료 : JAVA 언어로 배우는 디자인 패턴 입문

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이름	설명
Hand	가위바위보의 '손'을 나타내는 클래스
Strategy	가위바위보의 '전략'을 나타내는 인터페이스
WinningStrategy	이기면 다음에도 같은 손을 내는 전략을 나타내는 클래스
ProbStrategy	직전 손에서 다음 손을 확률적으로 계산하는 전략을 나타내는 클래스
Player	가위바위보를 하는 플레이어를 나타내는 클래스
Main	동작 테스트용 클래스

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- Hand형

public enum Hand {
	// 가위 바위 보를 나타내는 세 개의 enum 상수
	ROCK("바위", 0),
	SCISSORS("가위", 1),
	PAPER("보", 2);
	
	// enum이 가진 필드
	private String name;   // 가위 바위 보 손의 이름
	private int handvalue; // 가위 바위 보 손의 값
	
	private static Hand[] hands = {
			ROCK, SCISSORS, PAPER
	};

	// 생성자
	private Hand(String name, int handvalue) {
		this.name = name;
		this.handvalue = handvalue;
	}
	
	// 손의 값으로 enum 상수를 가져온다
	public static Hand getHand(int handvalue) {
		return hands[handvalue];
	}
	
	// this가 h보다 강할 때 true
	public boolean isStrongerThan(Hand h) {
		return fight(h) == 1;
	}
	
	// this가 h보다 약할 때 true
	public boolean isWeakerThan(Hand h) {
		return fight(h) == -1;
	}
	
	// 무승부는 0, this가 이기면 1, h가 이기면 -1
	private int fight(Hand h) {
		if(this == h) {
			return 0;
		}
		else if((this.handvalue + 1) % 3 == h.handvalue) {
			return 1;
		}
		else {
			return -1;
		}

	}

	// 가위 바위 보의 문자열 표현
	@Override
	public String toString() {
		return name;
	}
}

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- Strategy 인터페이스

public interface Strategy {
	public abstract Hand nextHand();
	public abstract void study(boolean win);
}

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- WinningStrategy 클래스

import java.util.Random;

public class WinningStrategy implements Strategy {
	private Random random;
	private boolean won = false;
	private Hand prevHand;
	
	public WinningStrategy(int seed) {
		random = new Random(seed);
	}
	
	@Override
	public Hand nextHand() {
		if(!won) {
			prevHand = Hand.getHand(random.nextInt(3));
		}
		return prevHand;
	}
	@Override
	public void study(boolean win) {
		won = win;
	}
}

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- ProbStrategy 클래스

import java.util.Random;

public class ProbStrategy implements Strategy {
	private Random random;
	private int prevHandValue = 0;
	private int currentHandValue = 0;
	private int[][] history = {
			{ 1, 1, 1 },
			{ 1, 1, 1 },
			{ 1, 1, 1 }
	};
	
	public ProbStrategy(int seed) {
		random = new Random(seed);
	}

	@Override
	public Hand nextHand() {
		int bet = random.nextInt(getSum(currentHandValue));
		int handvalue = 0;
		if(bet < history[currentHandValue][0]) {
			handvalue = 0;
		}
		else if(bet < history[currentHandValue][0] + history[currentHandValue][1]) {
			handvalue = 1;
		}
		else {
			handvalue = 2;
		}
		prevHandValue = currentHandValue;
		currentHandValue = handvalue;
		return Hand.getHand(handvalue);
	}

	private int getSum(int handvalue) {
		int sum = 0;
		for(int i = 0 ; i < 3 ; i++) {
			sum += history[handvalue][i];
		}
		return sum;
	}

	@Override
	public void study(boolean win) {
		if(win) {
			history[prevHandValue][currentHandValue]++;
		} else {
			history[prevHandValue][(currentHandValue + 1) % 3]++;
			history[prevHandValue][(currentHandValue + 2) % 3]++;
		}
	}
}

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- Player 클래스

public class Player {
	private String name;
	private Strategy strategy;
	private int wincount;
	private int losecount;
	private int gamecount;
	
	// 이름과 전략을 받아서 플레이어를 만든다
	public Player(String name, Strategy strategy) {
		this.name = name;
		this.strategy = strategy;
	}
	
	// 전략에 따라 다음 손을 결정한다
	public Hand nextHand() {
		return strategy.nextHand();
	}
	
	// 승리
	public void win() {
		strategy.study(true);
		wincount++;
		gamecount++;
	}
	
	// 패배
	public void lose() {
		strategy.study(false);
		losecount++;
		gamecount++;
	}
	
	// 무승부
	public void even() {
		gamecount++;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "["
			+ name + ":"
			+ gamecount + " games, "
			+ wincount + " win, "
			+ losecount + " lose"
			+ "]";
	}
}

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- Main 클래스

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		if(args.length != 2) {
			System.out.println("Usage: java Main randomseed1 randomseed2");
			System.out.println("Example: java Main 314 15");
			System.exit(0);
		}
		int seed1 = Integer.parseInt(args[0]);
		int seed2 = Integer.parseInt(args[1]);
		Player player1 = new Player("KIM", new WinningStrategy(seed1));
		Player player2 = new Player("LEE", new ProbStrategy(seed2));
		for(int i = 0 ; i < 10000 ; i++) {
			Hand nextHand1 = player1.nextHand();
			Hand nextHand2 = player2.nextHand();
			if(nextHand1.isStrongerThan(nextHand2)) {
				System.out.println("Winner:" + player1);
				player1.win();
				player2.lose();
			}
			else if(nextHand2.isStrongerThan(nextHand1)) {
				System.out.println("Winner:" + player2);
				player1.lose();
				player2.win();
			}
			else {
				System.out.println("Even...");
				player1.even();
				player2.even();
			}
		}
		System.out.println("Total result:");
		System.out.println(player1);
		System.out.println(player2);
	}
}

 

참고문헌 : 유키 히로시 저/김성훈 역(2022), JAVA 언어로 배우는 디자인 패턴 입문, 영진닷컴

참고자료 : https://refactoring.guru/ko/design-patterns/strategy

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