프로토타입(ProtoType) 패턴

오늘의 결과 화면 미리보기!

{ 프로토타입이란? }

프로토타입 패턴이란 GoF의 생성 패턴 중 하나로,

원본 객체(프로토타입)를 복제하여 객체를 생성하는 패턴이다.

{ 게임 개발에서 프로토타입 활용하기 : 몬스터 대량 스폰하기 }

뱀파이어 서바이벌

위 게임을 보면 수많은 몬스터들이 대량 생성되어 있다.

이런 몬스터 생성 코드를 어떻게 하면 간단하게 작성할 수 있을까?

몬스터 스포너에 프로토타입으로 사용할 몬스터 객체를 등록해두고 복제(Clone)하여 게임 월드 상에 배치 시키면 끝이다.

 

프로토타입 패턴은 원본 객체를 복사할 때 프로토타입의 클래스 뿐만 아니라 상태도 같이 복제한다.

이 말은 몇 개의 속성을 변경하는 것만으로도 하나의 프로토타입에서 다양한 종류의 객체를 생성할 수 있다는 것이다.

예를  들어 애니메이션 정보만 바꿔 다른 외형을 가진 몬스터로 바꿀 수 있으며,

크기와 체력만 바꿔 거대 몬스터를 만들어낼 수 있다.

 

우선 몬스터의 코드를 작성해보자.

몬스터에서 중요한 점은 몬스터 객체를 복사할 수 있는 복사 생성자가 있어야 한다는 것이다.

// monster.h

class Monster
{
public:
    static int  count;

private:
    string      name;
    float       hp;
    float       damage;
    float       speed;

public:
    Monster(const string& _name)
        : name(_name)
        , hp(100.f)
        , damage(10.f)
        , speed(6.f)
    {
        ++count;
    }
    virtual ~Monster() 
    { 
        --count;
    }
    Monster(const Monster& _monster)
        : name(_monster.name + to_string(count))
        , hp(_monster.hp)
        , damage(_monster.damage)
        , speed(_monster.speed)
    {
        ++count;
    }

    const string& GetName()
    {
        return name;
    }
};
int Monster::count = 0;

 

스포너의 코드는 다음과 같다.

템플릿을 사용하면 조금 더 범용적인 스포너를 만들 수 있다.

// spawner.h
template<class T>
class Spawner
{
protected:
    T* proto;

public:
    virtual ~Spawner() 
    {
    	delete(proto);
    }
    virtual T* Spawn() = 0;
    virtual void SetProto(T* _proto) { proto = _proto; }
};

class SpawnerForMonster : public Spawner<Monster>
{
public:
    virtual Monster* Spawn() override
    {
        return new Monster(*static_cast<Monster*>(proto)); 
    }
};

 

마지막으로 SpawnerForMonster를 이용해 몬스터 "Skeleton"을 생성해보자.

코드는 다음과 같다.

int main()
{
    SpawnerForMonster* spawner = new SpawnerForMonster;
    Monster* skeleton = new Monster("Skeleton");
    spawner->SetProto(skeleton);

    vector<Monster*> vecMonsters(10, nullptr);
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        vecMonsters[i] = spawner->Spawn();
        cout << "몬스터 " << vecMonsters[i]->GetName() << "이 생성되었습니다." << endl;
    }

    for (auto& m : vecMonsters)
        delete(m);

    vecMonsters.clear();
}

 

최종 출력 화면을 보면 몬스터가 잘 생성된 것을 확인할 수 있다!!

{ 언리얼의 블루프린트 클래스와 유니티의 프리팹 }

언리얼의 블루프린트 클래스와 유니티의 프리팹도 이런 프로토타입 패턴을 응용한 방식이다.

미리 객체를 설계해두고 필요할 때마다 객체를 복사하여 씬에 로드하는 방식은 게임 개발에 있어 굉장히 효율적이다.

유니티 엔진의 프리팹 편집 화면