# 상태 패턴
> * 객체의 내부 상태가 바뀜에 따라서 객체의 행동을 바꿀 수 있습니다. 마치 객체의 클래스가 바뀌는 것과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.
## 1. 최첨단 뽑기 기계
* 뽑기 기계 회사에서 의뢰가 들어왔습니다.
* 원하는 상태 다이어그램을 보내주었고, 우리는 그에 맞춰 코드를 제작하면 될 겁니다.
```swift
/*
우리나라가 1,10,50,100,500원 동전이 있듯,
미국도 그렇게 동전이 있고 이름도 따로 있다고 합니다.
여기서는 뽑기 한 번 돌리는데 25 cent가 드나보네요.
1달러가 1300원이니까,, 300원쯤 되는듯?
1 cent = penny(푼돈)
5 cent = nickel(니켈)
10 cent = dime(다임)
25 cent = quarter(쿼터)
50 cent = half dollar(하프 달러)
100 cent = dollar(달러)
*/
enum State: String {
case soldOut = "매진"
case noQuarter = "동전 투입 대기중"
case hasQuarter = "동전 투입 완료"
case sold = "알맹이 내보내는 중"
}
class GumballMachine {
var state: State = .soldOut
var count = 0
var description: String {
return "\n주식회사 왕뽑기\n[ 최신형 뽑기 기계 ]\n남은 개수: \(count)개\n현재 상태: \(state.rawValue)\n"
}
init(count: Int) {
self.count = count
//제품이 1개 이상이면 돈을 넣어주길 기다리는 상태로 할당
if count > 0 { state = .noQuarter }
}
//동전 넣기
func insertQuarter() {
switch state {
case .hasQuarter:
print("동전은 한 개만 넣어주세요.")
case .noQuarter:
state = .hasQuarter
print("동전이 투입되었습니다.")
case .soldOut:
print("매진되었습니다. 다음 기회에 이용해주세요.")
case .sold:
print("알맹이를 내보내고 있습니다.")
}
}
//동전 꺼내기
func ejectQuarter() {
switch state {
case .hasQuarter:
print("동전이 반환됩니다.")
state = .noQuarter
case .noQuarter:
state = .hasQuarter
print("동전이 넣어주세요.")
case .sold:
print("이미 알맹이를 뽑으셨습니다.")
case .soldOut:
print("동전을 넣지 않으셨습니다. 동전이 반환되지 않습니다.")
}
}
//크랭크(손잡이)를 돌리기
func turnCrank() {
switch state {
case .sold:
print("손잡이는 한 번만 돌려주세요.")
case .noQuarter:
state = .hasQuarter
print("동전을 넣어주세요.")
case .soldOut:
print("매진되었습니다.")
case .hasQuarter:
print("손잡이를 돌리셨습니다.")
state = .sold
dispense()
}
}
//제품 내보내기
func dispense() {
switch state {
case .sold:
print("알맹이를 내보내고 있습니다.")
count -= 1
if count == 0 {
print("더 이상 알맹이가 없습니다.")
state = .soldOut
} else {
state = .noQuarter
}
case .noQuarter:
print("동전을 넣어주세요.")
case .soldOut:
print("매진되었습니다.")
case .hasQuarter:
print("알맹이를 내보낼 수 없습니다.")
}
}
}
```
```swift
let gumballMachine = GumballMachine(count: 5)
print(gumballMachine)
print(gumballMachine.description)
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.turnCrank()
print(gumballMachine.description)
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.ejectQuarter()
gumballMachine.turnCrank()
print(gumballMachine.description)
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.turnCrank()
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.turnCrank()
gumballMachine.ejectQuarter()
print(gumballMachine.description)
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.turnCrank()
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.turnCrank()
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.turnCrank()
print(gumballMachine.description)
/*
StatePattern.GumballMachine
주식회사 왕뽑기
[ 최신형 뽑기 기계 ]
남은 개수: 5개
현재 상태: 동전 투입 대기중
동전이 투입되었습니다.
손잡이를 돌리셨습니다.
알맹이를 내보내고 있습니다.
주식회사 왕뽑기
[ 최신형 뽑기 기계 ]
남은 개수: 4개
현재 상태: 동전 투입 대기중
동전이 투입되었습니다.
동전이 반환됩니다.
동전을 넣어주세요.
주식회사 왕뽑기
[ 최신형 뽑기 기계 ]
남은 개수: 4개
현재 상태: 동전 투입 완료
동전은 한 개만 넣어주세요.
손잡이를 돌리셨습니다.
알맹이를 내보내고 있습니다.
동전이 투입되었습니다.
손잡이를 돌리셨습니다.
알맹이를 내보내고 있습니다.
동전이 넣어주세요.
주식회사 왕뽑기
[ 최신형 뽑기 기계 ]
남은 개수: 2개
현재 상태: 동전 투입 완료
동전은 한 개만 넣어주세요.
동전은 한 개만 넣어주세요.
손잡이를 돌리셨습니다.
알맹이를 내보내고 있습니다.
동전이 투입되었습니다.
손잡이를 돌리셨습니다.
알맹이를 내보내고 있습니다.
더 이상 알맹이가 없습니다.
매진되었습니다. 다음 기회에 이용해주세요.
매진되었습니다.
주식회사 왕뽑기
[ 최신형 뽑기 기계 ]
남은 개수: 0개
현재 상태: 매진
Program ended with exit code: 0
*/
```
## 2. 10분의 1확률 게임기능 더하기
* 제품을 성공적으로 납품했습니다. 다행히 뽑기 회사는 제품에 만족헀다고 합니다. 하지만, 추가 요청이 들어왔어요. 10분의 1의 확률로 알맹이가 2개가 나와야 된다고 합니다.
* 그런데 winner라는 상태값을 하나 추가해서 수정하려고 하니, 기존의 코드를 너무 많이 고쳐야 합니다. 다른 기능 추가 요청이 더 들어온다면 그때부턴 더 힘들어지겠죠.
* 아, 또 추가로 리필 기능이 필요하다고 합니다. 그 기능도 추가를 해야 해요!
* 현재 코드가 가지고 있는 문제점
* OCP를 위반합니다.(변경에는 닫혀있고, 확장에는 열려있어야 한다.)
* 이런 디자인은 객체지향 디자인이라고 하기 힘듭니다.
* 상태 전환이 복잡한 조건문 속에 숨어있어서 디버깅하기 힘듭니다.
* 바뀌는 부분을 전혀 캡슐화하지 않습니다.
* 새로운 기능을 추가하는 과정에서 기존 코드에 없던 새로운 버그가 생길 가능성이 높습니다.
 
## 3. 상태 패턴으로 리팩토링하기
* 상태별 행동을 별도의 클래스에 넣어두고, 각자 자기 할 일을 구현하도록 하면 어떨까? 새로운 상태(winner)가 늘어난다면 그냥 클래스를 새로 추가하면 될 수 있도록 말이죠.
* 각 상태클래스에서 사용할 인터페이스를 만듭니다.
* 10% 당첨률을 추가한 WinnerState와 refill() 기능을 추가했습니다.
* SoldState에서 해결하지 않고 WinnerState를 추가한 것은 SRP에 위배되기 때문입니다. 절대적으로 꼭 지켜야할 법칙은 아니지만, 특별 행사 기간이 끝나거나 당첨 확률이 달라지거나 하는 변수에 대응하기 위해서는 나누는 게 더 좋습니다.
* 상태 패턴을 적용해서 수정된 코드
* 각 상태의 행동을 별개의 클래스로 국지화했습니다.
* 관리하기 힘든 if문들을 없앴습니다.
* 각 상태는 변경에 닫혀 있게 했고, GumballMachine 클래스는 새로운 상태를 추가하는 확장에는 열려 있도록 고쳤습니다.(OCP)
* 오너가 처음 제시했던 다이어그램에 훨씬 가까우면서 더 이해하기 좋은 코드 베이스와 클래스 구조를 만들었습니다.
 
```swift
protocol State {
var description: String { get }
func insertQuarter() //동전 넣기
func ejectQuarter() //동전 반환하기
func turnCrank() //크랭크(손잡이) 돌리기
func dispense() //알맹이 내보내기
func refill() //알맹이 리필하기
}
extension State {
func refill() { }
}
class NoQuarterState: State {
var description: String = "동전 투입 대기중"
let gumballMachine: GumballMachine
init(_ gumballMachine: GumballMachine) {
self.gumballMachine = gumballMachine
}
func insertQuarter() {
print("동전을 넣으셨습니다.")
gumballMachine.setState(gumballMachine.hasQuarterState)
}
func ejectQuarter() {
print("동전을 넣어주세요.")
}
func turnCrank() {
print("동전을 넣어주세요.")
}
func dispense() {
print("동전을 넣어주세요.")
}
}
class HasQuarterState: State {
var description: String = "동전 투입 완료"
let randomWinner = Int.random(in: 1...10) //10% 확률 난수 생성
let gumballMachine: GumballMachine
init(_ gumballMachine: GumballMachine) {
self.gumballMachine = gumballMachine
}
func insertQuarter() {
print("동전은 한 개만 넣어주세요.")
}
func ejectQuarter() {
print("동전이 반환됩니다.")
gumballMachine.setState(gumballMachine.noQuarterState)
}
func turnCrank() {
print("손잡이를 돌리셨습니다.")
//보너스 발동 조건: 럭키 세븐 == 10% 난수
if randomWinner == 7 && gumballMachine.count > 1 {
gumballMachine.setState(gumballMachine.winnerState)
} else {
gumballMachine.setState(gumballMachine.soldState)
}
}
func dispense() {
print("알맹이를 내보낼 수 없습니다.")
}
}
class SoldState: State {
var description: String = "알맹이 내보내는 중"
let gumballMachine: GumballMachine
init(_ gumballMachine: GumballMachine) {
self.gumballMachine = gumballMachine
}
func insertQuarter() {
print("알맹이를 내보내고 있습니다.")
}
func ejectQuarter() {
print("이미 알맹이를 뽑으셨습니다.")
}
func turnCrank() {
print("손잡이는 한 번만 돌려주세요.")
}
func dispense() {
gumballMachine.releaseBall()
if gumballMachine.count > 0 {
gumballMachine.setState(gumballMachine.noQuarterState)
} else {
print("Oops, out of gumballs!")
gumballMachine.setState(gumballMachine.soldOutState)
}
}
}
class SoldOutState: State {
var description: String = "매진"
let gumballMachine: GumballMachine
init(_ gumballMachine: GumballMachine) {
self.gumballMachine = gumballMachine
}
func insertQuarter() {
print("죄송합니다. 매진되었습니다.")
}
func ejectQuarter() {
print("동전을 반환할 수 없습니다. 동전을 넣지 않았습니다.")
}
func turnCrank() {
print("죄송합니다. 매진되었습니다.")
}
func dispense() {
print("알맹이를 내보낼 수 없습니다.")
}
func refill() {
gumballMachine.setState(gumballMachine.noQuarterState)
}
}
class WinnerState: State {
var description: String = "보너스 당첨"
let gumballMachine: GumballMachine
init(_ gumballMachine: GumballMachine) {
self.gumballMachine = gumballMachine
}
func insertQuarter() {
print("알맹이를 내보내고 있습니다.")
}
func ejectQuarter() {
print("이미 알맹이를 뽑으셨습니다.")
}
func turnCrank() {
print("손잡이는 한 번만 돌려주세요.")
}
func dispense() {
gumballMachine.releaseBall()
if gumballMachine.count == 0 {
gumballMachine.setState(gumballMachine.soldOutState)
} else {
gumballMachine.releaseBall()
print("축하드립니다! 알맹이를 하나 더 받으실 수 있습니다.")
if gumballMachine.count > 0 {
gumballMachine.setState(gumballMachine.noQuarterState)
} else {
print("더 이상 알맹이가 없습니다.")
gumballMachine.setState(gumballMachine.soldOutState)
}
}
}
}
```
```swift
/*
우리나라가 1,10,50,100,500원 동전이 있듯,
미국도 그렇게 동전이 있고 이름도 따로 있다고 합니다.
여기서는 뽑기 한 번 돌리는데 25 cent가 드나보네요.
1달러가 1300원이니까,, 300원쯤 되는듯?
1 cent = penny(푼돈)
5 cent = nickel(니켈)
10 cent = dime(다임)
25 cent = quarter(쿼터)
50 cent = half dollar(하프 달러)
100 cent = dollar(달러)
*/
class GumballMachine {
var count = 0
var description: String {
return "\n주식회사 왕뽑기\n[ 최신형 뽑기 기계 ]\n남은 개수: \(count)개\n현재 상태: \(state.description)\n"
}
lazy var state: State = count > 0 ? noQuarterState : soldOutState
lazy var soldOutState = SoldOutState(self)
lazy var noQuarterState = NoQuarterState(self)
lazy var hasQuarterState = HasQuarterState(self)
lazy var soldState = SoldState(self)
lazy var winnerState = WinnerState(self)
init(_ numberGumballs: Int) {
self.count = numberGumballs
}
//동전 넣기
func insertQuarter() {
state.insertQuarter()
}
//동전 꺼내기
func ejectQuarter() {
state.ejectQuarter()
}
//크랭크(손잡이)를 돌리기
func turnCrank() {
state.turnCrank()
state.dispense()
}
func setState(_ state: State) {
self.state = state
}
func releaseBall() {
print("알맹이를 내보내고 있습니다.")
if count > 0 { count -= 1 }
}
func refill(_ count: Int) {
self.count += count
print("\(self.count)개의 알맹이가 리필되었습니다.")
state.refill()
}
}
```
```swift
let gumballMachine = GumballMachine(5)
print(gumballMachine.description)
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.turnCrank()
print(gumballMachine.description)
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.turnCrank()
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.turnCrank()
print(gumballMachine.description)
gumballMachine.refill(5)
print(gumballMachine.description)
/*
주식회사 왕뽑기
[ 최신형 뽑기 기계 ]
남은 개수: 5개
현재 상태: 동전 투입 대기중
동전을 넣으셨습니다.
손잡이를 돌리셨습니다.
알맹이를 내보내고 있습니다.
알맹이를 내보내고 있습니다.
축하드립니다! 알맹이를 하나 더 받으실 수 있습니다.
주식회사 왕뽑기
[ 최신형 뽑기 기계 ]
남은 개수: 3개
현재 상태: 동전 투입 대기중
동전을 넣으셨습니다.
손잡이를 돌리셨습니다.
알맹이를 내보내고 있습니다.
알맹이를 내보내고 있습니다.
축하드립니다! 알맹이를 하나 더 받으실 수 있습니다.
동전을 넣으셨습니다.
손잡이를 돌리셨습니다.
알맹이를 내보내고 있습니다.
Oops, out of gumballs!
주식회사 왕뽑기
[ 최신형 뽑기 기계 ]
남은 개수: 0개
현재 상태: 매진
5개의 알맹이가 리필되었습니다.
주식회사 왕뽑기
[ 최신형 뽑기 기계 ]
남은 개수: 5개
현재 상태: 동전 투입 대기중
*/
```
## 4. 상태 패턴
* 상태를 별도의 클래스로 캡슐화하고, 현재 상태를 나타내는 객체에게 행동을 위임합니다. 그래서 상태가 바뀔 때 행동이 달라지게 됩니다.
* 마치 객체가 바뀌는 것 같은 결과를 얻을 수 있는 것인데, 실제로 그런 것이 아니라 구성(Composition)으로 여러 상태 객체를 바꿔가면서 사용하는 거겠죠.
* 상태가 늘어남에 따라 클래스의 개수는 늘어납니다. 유연성을 향상시키려고 지불하는 비용이라고 생각하면 됩니다.
* 상태 패턴과 전략 패턴의 다이어그램은 똑같습니다. 하지만 사용 용도가 다르죠.
* State Pattern(상태 패턴)
* 미리 몇 가지 상태를 가지고 작업하고, 미리 정해진 상태 전환 규칙에 따라(State 인터페이스) 알아서 자기 상태를 변경한다.
* 상태 객체에 일련의 행동이 캡슐화 됩니다. Context(GumballMachine) 객체의 상태에 따라 현재 상태를 나타내는 객체가 바뀌게 되고, 행동도 바뀝니다.
* 클라이언트는 상태 객체를 몰라도 됩니다.
* Context 내에 수많은 if 문을 넣는 대신에 상태 별로 캡슐화해서 상태를 바꿔준다고 생각하면 됩니다.
* Strategy Pattern(전략 패턴)
* 어떤 클래스를 인스턴스를 만들고, 그 인스턴스에게 어떤 행동을 구현하는 전략 객체를 건네준다.
* 클라이언트가 Context 객체에게 어떤 전략 객체를 사용할지를 지정합니다.
* 주로 실행 시에 전략 객체를 변경할 수 있는 유연성을 제공하는 용도로 쓰입니다.
* 상속을 사용해서 클래스의 행동을 정의한다면, 유연성이 떨어지기 때문에 구성을 사용해서 실행 중에 유연하게 행동을 바꾸는 용도로 쓰입니다.
 
```swift
//전략 패턴
//FlyRocketPowered()라는 행동을 직접 지정해준다.
var mallardDuck = MallardDuck()
mallardDuck.performFly() //저는 날 수 있어요.
mallardDuck.performQuack() //꽥꽥
var modelDuck = ModelDuck()
modelDuck.performFly() //저는 날 수 없어요.
modelDuck.setFlyBehavior(FlyRocketPowered())
modelDuck.performFly() //저는 모형오리라 로켓파워로 날아갑니다.
//상태 패턴
//미리 정해진 상태에 따라 insertQuarter, turnCrank 같은 작업을 해주면
//상태가 자동으로 변경된다.
let gumballMachine = GumballMachine(5)
print(gumballMachine.description)
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.turnCrank()
print(gumballMachine.description)
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.turnCrank()
gumballMachine.insertQuarter()
gumballMachine.turnCrank()
print(gumballMachine.description)
gumballMachine.refill(5)
print(gumballMachine.description)
```
## 5. 생각해보기
## Reference
---
# Agent Instructions: Querying This Documentation
If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question.
Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter:
```
GET https://kickbell.gitbook.io/blog/undefined/state-pattern.md?ask=
```
The question should be specific, self-contained, and written in natural language.
The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation.
Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.