Command Pattern

August 15, 2022

명령 패턴

Command Patterns이란, 메서드 호출을 실체화한 것이다.

여기서 말한 실체화란, 실제하는 것으로 만든 다는 뜻으로 프로그래밍 분야에서는 객체를 뜻한다.

따라서 위의 문장을 해석한다면 함수의 호출을 객체로 감쌌다는 의미가 된다.

비슷한 예로 콜백, 일급 함수, 함수 포인터, 클로저, 부분 적용 함수등이 있다.

GoF책에서는 명령 패턴을 콜백함수를 객체지향적으로 표현한 것이라고 정의한다.

예제 1번

리플렉션 시스템은 런타임중에 자료형을 가져와서 다룰 수 있게 한다.(실체화된 자료형 체계)

게임에는 키보드나 마우스등 유저의 입력을 읽는 코드가 존재한다.

private void Update()
{
    if (Input.GetKeyDown(KeyCode.DownArrow))
        Debug.Log("아래");
    else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.LeftArrow))
        Debug.Log("왼쪽");
    else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.RightArrow))
        Debug.Log("오른쪽");
    else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.UpArrow))
        Debug.Log("위쪽");
}

위 처럼 동작하는 코드가 있다고 할 때 명령 패턴은 위의 코드 실행부분들을 객체화하여 관리하는 것이다.

// Command.cs
public abstract class Command
{
    public abstract void excute();
}

public class CommandRightMove : Command
{
    public override void excute()
    {
        RightMove();
    }

    private void RightMove()
    {
        Debug.Log("오른쪽");
    }
}

public class CommandLefttMove : Command
{
    public override void excute()
    {
        LefttMove();
    }

    private void LefttMove()
    {
        Debug.Log("왼쪽");
    }
}

public class CommandDownMove : Command
{
    public override void excute()
    {
        DownMove();
    }

    private void DownMove()
    {
        Debug.Log("아래");
    }
}

public class CommandUpMove : Command
{
    public override void excute()
    {
        UpMove();
    }

    private void UpMove()
    {
        Debug.Log("위");
    }
}

이렇게 Command 인터페이스를 만들고 상속받는 각 명령을 클래스로 만들어 두면 된다.

이렇게 관리하게 되면 런타임중에도 해당 키에 맞는 명령을 배치할 수 있고 최상위 부모로 Invoker로 전체 실행등 다양한 동작이 가능하다.

// Player.cs
public class Player : MonoBehaviour
{
    private Command _leftCommand;
    private Command _rightCommand;
    private Command _downCommand;
    private Command _upCommand;

    private void Start()
    {
        _leftCommand = new CommandLefttMove();
        _rightCommand = new CommandRightMove();
        _upCommand = new CommandUpMove();
        _downCommand = new CommandDownMove();
    }

    private void Update()
    {
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.DownArrow))
            _downCommand.excute();
        else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.LeftArrow))
            _leftCommand.excute();
        else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.RightArrow))
            _rightCommand.excute();
        else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.UpArrow))
            _upCommand.excute();
    }
}

처음보면 뭐가 다른지 이해가 안될 수 있지만 직접함수를 호출하는 방식 대신에 한번 우회하는 방식으로 동작한다.

이게 처음 방식과 다른 점은 런타임중에 키에 대한 명령을 아주 쉽게 변경이 가능하다.

// Invoker.cs
public class Invoker
{
    private List<Command> _commands = new List<Command>();

    public void AddCommand(Command command)
    {
        _commands.Add(command);
    }
    
    public void RunCommand()
    {
        foreach (var VARIABLE in _commands)
        {
            VARIABLE.excute();
        }
    }
}

Invoker클래스를 새로 선언해서 객체화 된 메소드를 관리하여 사용이 가능하다.

// Player.cs
public class Player : MonoBehaviour
{
    private Command _leftCommand;
    private Command _rightCommand;
    private Command _downCommand;
    private Command _upCommand;
    
    private void Start()
    {
        _leftCommand = new CommandLefttMove();
        _rightCommand = new CommandRightMove();
        _upCommand = new CommandUpMove();
        _downCommand = new CommandDownMove();

        Invoker invoker = new Invoker();
        
        invoker.AddCommand(_leftCommand);
        invoker.AddCommand(_rightCommand);
        invoker.AddCommand(_upCommand);
        invoker.AddCommand(_downCommand);
        
        invoker.RunCommand();
    }

예제 2번

예제 1번은 어쩔 수 없이 커플링이 발생하는 요소가 있다.

따라서 객체를 함수에서 직접 찾지 말고 외부에서 전달해주는 방법으로 분리하게 되면 디커플링의 형태를 유지할 수 있다.

// Command.cs
public abstract class Command
{
    public abstract void excute(GameActor actor);
}

public class CommandRightMove : Command
{
    public override void excute(GameActor actor)
    {
        actor.RightMove();
    }
}

public class CommandLefttMove : Command
{
    public override void excute(GameActor actor)
    {
        actor.LefttMove();
    }
}

public class CommandDownMove : Command
{
    public override void excute(GameActor actor)
    {
        actor.DownMove();
    }
}

public class CommandUpMove : Command
{
    public override void excute(GameActor actor)
    {
        actor.UpMove();
    }
}

외부에서 actor를 넘겨주고 해당 메서드를 실행

//GameActor.cs
public class GameActor
{
    public void RightMove()
    {
        Debug.Log("오른쪽");
    }
    public void LefttMove()
    {
        Debug.Log("왼쪽");
    }
    public void DownMove()
    {
        Debug.Log("아래");
    }
    public void UpMove()
    {
        Debug.Log("위");
    }
}

//Player.cs
public class Player : MonoBehaviour
{
    private GameActor actor;
    
    private Command _leftCommand;
    private Command _rightCommand;
    private Command _downCommand;
    private Command _upCommand;
    
    private void Start()
    {
        _leftCommand = new CommandLefttMove();
        _rightCommand = new CommandRightMove();
        _upCommand = new CommandUpMove();
        _downCommand = new CommandDownMove();

        actor = new GameActor();
    }

    private void Update()
    {
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.DownArrow))
            _downCommand.excute(actor);
        else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.LeftArrow))
            _leftCommand.excute(actor);
        else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.RightArrow))
            _rightCommand.excute(actor);
        else if (Input.GetKeyDown(KeyCode.UpArrow))
            _upCommand.excute(actor);
    }
}

actor는 게임 월드를 돌아다니는 캐릭터를 대표하는 ‘게임 객체’ 클래스이다.

즉, 해당 클래스를 상속받은 클래스의 객체또한 해당 메서드를 명령패턴으로 런타임에 연결할 수 있다.

원하는 오브젝트의 메서드를 실행할 수 있는 것

이 패턴을 공부하면서 생각이 든 방식은 숨바꼭질 같은 게임을 할때 물건으로 변신기능의 경우 해당 오브젝트로 제어권이 넘어가야하기 때문에 이러한 방식을 사용할 것 같다.(런타임중에 변경)

Command자체를 최상위 객체로 만들어서 커플링을 없애는 방식인 것

책에서는 명령자체를 큐나 스트림으로 관리하는 것을 추천한다.

예제 3번

명령패턴이 많이 사용된다는 실행취소 기능이다.

앞선 명령패턴을 이해했다면 정말 쉽게 이 예제가 이해가 된다..!

메서드 자체를 객체화해야지 뒤로가기가 쉬워짐

//GameActor.cs
public class GameActor
{
    private Vector3 _pos = Vector3.zero;
    public Transform Transform { get; set; }

    public GameActor(Transform transform)
    {
        Transform = transform;
    }

    public void MoveTo(Vector3 pos)
    {
        Transform.position = pos;
    }
}

정말 간단한 게임 객체 현재는 움직임을 설정할 수 있는 기능이 있다.

//Command.cs
public abstract class Command
{
    public virtual void Execute(GameActor actor, Vector3 newPos) { }
    public virtual void Undo(GameActor actor) { }
}

public class MoveUnitCommand : Command
{
    private Vector3 _prevPos;

    public override void Execute(GameActor actor, Vector3 newPos)
    {
        _prevPos = actor.Transform.position;
        actor.MoveTo(newPos);
    }
    public override void Undo(GameActor actor)
    {
        actor.MoveTo(_prevPos);
    }
}

전 Command는 추상화를 통해 격리, 분리하였지만 이번에는 유닛과 위치값을 받아서 바인딩하였다. 따라서 언제든지 사용가능한 형태가 아닌 게임에서의 구체적인 이동의 형태를 가진 메서드

public class Player : MonoBehaviour
{
    private GameActor _actor;
    private Stack<Command> _stack = new Stack<Command>();
    private void Start()
    {
        _actor = new GameActor(gameObject.transform);
    }

    Command GetCommand(ref bool isUndo)
    {
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.RightArrow))
        {
            Command command = new MoveUnitCommand();
            _stack.Push(command);
            return command;
        }
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.LeftArrow))
        {
            isUndo = true;
            return _stack.Count > 0 ? _stack.Pop() : null;
        }

        return null;
    }

    private void Update()
    {
        bool isUndo = false;
        Command command = GetCommand(ref isUndo);
        if (command != null)
        {
            if(!isUndo)
                command.Execute(_actor, new Vector3(Random.Range(0f,1f),Random.Range(0f,1f) ,Random.Range(0f,1f))); 
            else
                command.Undo(_actor);
        }
    }
}

플레이어에서 사용된 명령어를 담는 스택을 만듬 Command메서드 객체가 들어간다.
오른쪽화살표를 누르면 움직임 메서드를 객체로 생성하고 push한다. 왼쪽 화살표를 누를 경우 스택의 양을 체크하고 pop한다.
해당 명령을 수행하면 메서드 자체를 왔다갔다하며 수행이 가능하다.

이번 명령패턴을 공부하며 느낀점인데 정말 범용성이 엄청나다는 것

명령패턴이 생각보다 매우 유용하게 사용이 가능할 것 같다.

이 글은 게임 프로그래밍 패턴(로버트 나이스트롬 지음/ 박일 옮김)을 참고 하였습니다.

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Lee Jeongan

Command Pattern

명령 패턴

예제 1번

예제 2번

예제 3번

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