[Part1] 9.언리얼C++ 설계(3) - 델리게이트

느슨한 결합(Loose Coupling)

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강한 결합과 느슨한 결합

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• 강한 결합(Tight Coupling)

  • 클래스들이 서로 의존성을 가지는 경우를 의미한다.
  • 아래 예시에서 Card가 없는 경우 Person이 만들어질 수 없다.
  • 이 때 Person은 Card에 대한 의존성을 가진다고 한다.
  • 핸드폰에서도 인증할 수 있는 새로운 카드가 도입된다면?

• 느슨한 결합(Loose Coupling)

  • 실물에 의존하지 말고 추상적 설계에 의존하라. (DIP 원칙)
  • 왜 Person은 Card가 필요한가? → 출입을 확인해야 하기 때문
  • 출입에 관련된 추상적인 설계에 의존하자.
  • ICheck를 상속받은 새로운 카드 인터페이스를 선언해 해결
  • 이러한 느슨한 결합 구조는 유지 보수를 손쉽게 만들어 줌.

기존 코드

class Card
{
public:
	Card(int InId) : Id(InId) {}
	int Id = 0;
};

class Person
{
public:
	Person(Card InCard) : IdCard(InCard) {}

protected:
	Card IdCard;
};

ICheck인터페이스를 도입한 코드 ⬇️

class ICheck
{
public:
	virtual bool check() = 0;
};

class Card : public ICheck
{
public:
	Card(int InId) : Id(InId) {}

	virtual bool check() { return true; }
	
private:
	int Id = 0;
};

class Person
{
public:
	Person(ICheck* InCheck) : Check(InCheck) {}

protected:
	ICheck* Check;
}

느슨한 결합의 간편한 구현 - 델리게이트(Delegate)

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• 그렇다면 함수를 오브젝트처럼 관리하면 어떨까?
• 함수를 다루는 방법
  • 함수 포인터를 활용한 콜백(callback)함수의 구현
  • 가능은 하나 이를 정의하고 사용하는 과정이 꽤나 복잡함.
  • 안정성을 스스로 검중해주어야 함
  • C++17 규약의 std::bind와 std::function 활용은 느림
• C#의 델리게이트(delegate) 키워드
  • 함수를 마치 객체처럼 다룰 수 있음
  • 안정적이고 간편한 선언
• 언리얼 C++도 델리게이트를 지원함.
  • 느슨한 결합 구조를 간편하고 안정적으로 구현할 수 있음.

델리게이트를 도입한 코드⬇️

public class Card
{
	public int Id;
	public bool CardCheck() { return true; }
}

public delegate bool CheckDelegate();
public class Person
{
	Person(CheckDelegate InCheckDelegate)
	{
		this.Check = InCheckDelegate;
	}

	public CheckDelegate Check;
}

🔗언리얼 델리게이트 공식 문서

델리게이트

C++ 오브젝트 상의 멤버 함수를 가리키고 실행시키는 데이터 유형입니다.

https://docs.unrealengine.com/5.0/ko/delegates-and-lamba-functions-in-unreal-engine/

발행 구독 디자인 패턴

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설명

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• 푸시(Push)형태의 알림(Notification)을 구현하는데 적합한 디자인 패턴
• 발행자(Publisher)와 구독자(Subscriber)로 구분된다.
  • 콘텐츠 제작자는 콘텐츠를 생산한다.
  • 발행자는 콘텐츠를 배포한다.
  • 구독자는 배포된 콘텐츠를 받아 소비한다.
  • 제작자와 구독자가 서로를 몰라도, 발행자를 통해 콘텐츠를 생산하고 전달할 수 있다. (느슨한 결합)
• 발행 구독 디자인 패턴의 장점
  • 제작자와 구독자는 서로를 모르기 때문에 느슨한 결합으로 구성된다.
  • 유지보수(Maintenance)가 쉽고, 유연하게 활용될 수 있으며(Flexiblity), 테스트가 쉬워진다.
  • 시스템 스케일을 유연하게 조절할 수 있으며(Scalability), 기능 확장(Extensibility)이 용이하다
    

예제를 위한 클래스 다이어그램과 시나리오

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• 학교에서 진행하는 온라인 수업 활동 예시
• 학사정보(CourselInfo)와 학생(Student)
  • 학교는 학사 정보를 관리한다.
  • 학사 정보가 변경되면 자동으로 학생에게 알려준다.
  • 학생은 학사 정보의 알림 구독을 해지할 수 있다.
• 시나리오
  1. 학사 정보와 3명의 학생이 있다.
  2. 시스템에서 학사 정보를 변경한다.
  3. 학사 정보가 변경되면 알림 구독한 학생들에게 변경 내용을 자동으로 전달한다.

언리얼 델리게이트(Delegate)

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• 언리얼 엔진은 발행 구독 패턴 구현을 위해 델리게이트 기능을 제공함.
• 델리게이트의 사전적 의미는 대리자.
  • 학사정보의 구독과 알림을 대리해주는 객체
• 시나리오 구현을 위한 설계
  • 학사 정보는 구독과 알림을 대행할 델리게이트를 선언
  • 학생은 학사 정보의 델리게이트를 통해 알림을 구독.
  • 학사 정보는 내용 변경시 델리게이트를 사용해 등록한 학생들에게 알림.
    

언리얼 델리게이트의 선언

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언리얼 델리게이트 선언시 고려사항

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• 델리게이트를 설계하기 위한 고려 사항
  • 어떤 데이터를 전달하고 받을 것인가? 인자의 수와 각각의 타입을 설계
    • 몇 개의 인자를 전달할 것인가?
    • 어떤 방식으로 전달할 것인가?
    • 일대일로 전달
    • 일대다로 전달
  • 프로그래밍 환경 설정
    • C++ 프로그래밍에서만 사용할 것인가?
    • UFUNCTION으로 지정된 블루프린트 함수와 사용할 것인가?
  • 어떤 함수와 연결할 것인가?
    • 클래스 외부에 설계된 C++ 함수와 연결
    • 전역에 설계된 정적 함수와 연결
    • 언리얼 오브젝트의 멤버 함수와 연결 (대부분의 경우에 이 방식을 사용)

언리얼 델리게이트 선언 매크로

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[DECLARE_{델리게이트 유형}DELEGATE{함수정보}]

• 델리게이트 유형 : 어떤 유형의 델리게이트인지 구상한다
  • 일대일 형태로 C++만 지원한다면 유형은 공란으로 둔다.
    • → DECLARE_DELEGATE
  • 일대다 형태로 C++만 지원한다면 MULTICAST를 선언한다.
    • → DECLARE_MULTICAST
  • 일대일 형태로 블루프린트를 지원한다면 DYNAMIC을 선언한다.
    • → DECLARE_DYNAMIC
  • 일대다 형태로 블루프린트를 지원한다면 DYNAMIC과 MULTICAST를 조합한다.
    • → DECLARE_DYNAMIC_MULTICAST
• 함수 정보 : 연동 될 함수 형태를 지정한다
  • 인자가 없고, 반환값도 없으면 공란으로 둔다.
    • → DECLARE_DELEGATE
  • 인지가 하나고, 반환값이 없으면 OneParam으로 지정한다.
    • → DECLARE_DELEGATE_OneParam
  • 인자가 세 개고, 반환값이 있으면 RetVal_ThreeParams로 지정한다.
    • → DECLARE_DELEGATE_RetVal_ThreeParams
    • (MULTICAST는 반환값을 지원하지 않음)
  • 파라미터는 최대 9개까지 지원함

언리얼 델리게이트 매크로 선정 예시

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• 학사정보가 변경되면 알림 주체와 내용을 학생에게 전달한다.
  • → 두개의 인자를 가짐(알림 주체, 내용)
• 변경된 학사 정보는 다수 인원을 대상으로 발송한다.
  • → 일대다 형식 → MULTICAST를 사용
• 오직 C++ 프로그래밍에서만 사용한다. (블루프린트 사용 안함)
  • → DYNAMIC은 사용하지 않음

⇒ DECLARE_MULTICAST_DELEGATE_TwoParams 매크로 사용

언리얼 델리게이트의 설계

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• 학사 정보 클래스와 학생 클래스의 상호 의존성을 최대한 없앤다.
  • 하나의 클래스는 하나의 작업에만 집중하도록 설계
  • 학사 정보 클래스는 델리게이트를 선언하고 알림에만 집중
  • 학생 클래스는 알림을 수시하는데만 집중
  • 직원도 알림을 받을 수 있도록 유연하게 설계
  • 학사 정보와 학생은 서로 헤더를 참조하지 않도록 신경쓸 것
• 이를 위해 발행과 구독을 컨트롤하는 주체를 설정
  • 학사 정보에서 선언한 델리게이트를 중심으로 구독과 알림을 컨트롤하는 주체 설정
    

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이 글은 옵시디언에서 마크다운으로 작성되었습니다.