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컴포넌트 패턴(Component Pattern)이란?

컴포넌트 패턴은 객체 지향 프로그래밍(OOP)의 전통적인 계층적 상속(Inheritance) 방식 대신, 조합(Composition) 방식을 사용하여 객체를 구성하는 방법인데, 쉽게 말해 소프트웨어 설계에서 개별적인 기능을 독립적인 컴포넌트로 나누어 모듈화하는 패턴입니다 이 패턴은 특히 게임 개발에서 널리 사용되며, Unity, Unreal Engine과 같은 게임 엔진에서도 핵심 아키텍처로 활용됩니다.

사용하는 이유

  • 유연한 설계: 객체 간 결합도를 낮춰 변경이 쉽다.
  • 코드 재사용성: 여러 개체에서 동일한 컴포넌트를 공유할 수 있다.
  • 확장성: 새로운 기능을 쉽게 추가할 수 있다.
  • 단일 책임 원칙(SRP, Single Responsibility Principle) 준수: 하나의 컴포넌트는 특정한 역할만 담당한다.

컴포넌트 패턴(Component Pattern)의 구성 요소

  • 엔티티(Entity)
    • 게임 내에서 개별적인 객체(예: 플레이어, 적, 총알 등)
    • 직접적인 기능을 가지지 않고, 여러 컴포넌트를 보유하여 행동을 결정함
  • 컴포넌트(Component)
    • 엔티티가 가지는 독립적인 기능 요소
    • 예를 들어, TransformComponent(위치/회전/크기 정보), PhysicsComponent(물리 연산), RenderComponent(렌더링) 등이 있음
    • 독립적으로 설계되며, 재사용 가능
  • 컴포넌트 관리자(Component Manager)
    • 전체 시스템에서 특정 유형의 컴포넌트들을 관리하는 역할
    • 예를 들어, PhysicsSystem은 모든 PhysicsComponent를 업데이트함

특징

  • 객체 조합(Composition over Inheritance) : 전통적인 OOP 상속 대신, 엔티티는 여러 개의 컴포넌트를 포함하여 동작함.
  • 유연한 기능 추가 및 제거 : 새로운 기능을 추가하려면 기존 클래스를 변경할 필요 없이, 새로운 컴포넌트를 엔티티에 추가하면 됨.
  • 컴포넌트 간 독립성 : 특정 기능(예: 물리 엔진, 애니메이션, 렌더링 등)이 서로 영향을 주지 않음.

컴포넌트 패턴(Component Pattern)의 장단점

장점

✅유연한 설계:
엔티티가 특정 클래스를 상속할 필요 없이 다양한 기능을 조합할 수 있음.

✅ 확장성:
새로운 기능을 추가하려면 컴포넌트를 만들고 엔티티에 추가하면 됨.

✅ 재사용성 증가:
같은 RenderComponent를 여러 엔티티에서 사용할 수 있음.

✅ 단일 책임 원칙(SRP) 준수:
각 컴포넌트는 특정 역할만 수행하며, 코드가 명확해짐.

단점

❌ 관리 비용 증가:
컴포넌트 간 의존성을 잘못 관리하면 복잡도가 증가할 수 있음.

❌ 메모리 오버헤드:
객체마다 여러 개의 컴포넌트를 유지해야 하므로 메모리 사용량이 증가할 가능성이 있음.

❌ 성능 문제:
런타임에서 동적으로 컴포넌트를 찾고 처리해야 하므로, 잘못된 설계 시 성능 저하 가능.

활용 예시

  • 게임 엔진
    • Unity: GameObject + Component 구조
    • Unreal Engine: Actor + Component 구조
  • 소프트웨어 개발
    • UI 시스템: 버튼, 텍스트 필드 등의 GUI 컴포넌트
    • IoT 시스템: 센서, 데이터 처리 모듈을 독립적인 컴포넌트로 설계

예시코드

[컴포넌트 인터페이스 정의]

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>

// 컴포넌트 기본 클래스 (모든 컴포넌트가 상속)
class Component {
public:
    virtual ~Component() = default;
    virtual void Update() = 0; // 각 컴포넌트는 Update 메서드를 가짐
};


[구체적인 컴포넌트 구현]

// 위치(Transform) 컴포넌트
class TransformComponent : public Component {
public:
    float x, y;

    TransformComponent(float x = 0, float y = 0) : x(x), y(y) {}

    void Update() override {
        std::cout << "Transform 업데이트: (" << x << ", " << y << ")\n";
    }
};

// 물리(Physics) 컴포넌트
class PhysicsComponent : public Component {
public:
    float velocity;

    PhysicsComponent(float velocity = 0) : velocity(velocity) {}

    void Update() override {
        std::cout << "Physics 업데이트: 속도 " << velocity << "\n";
    }
};


[엔티티(Entity) 정의]

class Entity {
private:
    std::vector<std::shared_ptr<Component>> components;

public:
    void AddComponent(std::shared_ptr<Component> component) {
        components.push_back(component);
    }

    void Update() {
        for (auto& component : components) {
            component->Update();
        }
    }
};


[사용 코드]

int main() {
    Entity player;

    // 플레이어에 Transform과 Physics 컴포넌트 추가
    player.AddComponent(std::make_shared<TransformComponent>(10, 20));
    player.AddComponent(std::make_shared<PhysicsComponent>(5));

    // 모든 컴포넌트 업데이트
    player.Update();

    return 0;
}


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