명령(Command) 패턴

{ 명령 패턴이란? }

명령 패턴은 GoF의 행위 패턴 중 하나로,

요청(명령)을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴이다.

더 간단하게 메소드 호출을 객체로 감싼 형태이다.

콜백을 객체 지향적으로 설계했다고 생각하면 좋다.

요청에 사용되는 각종 명령어들은 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화한다.

{ 게임 개발에서 명령 패턴 활용하기 : 캐릭터 조작 }

게임 개발의 다양한 부분에서 명령 패턴을 활용할 수 있겠지만,

'명령' 하면 가장 먼저 생각나는 컨트롤러의 입력(명령)에 따라 플레이어를 움직이는 로직을 명령 패턴으로 구현해보자.

명령 패턴을 적용하기 전 코드

void CInputHandler::HandleInput()
{
	if(isPressed(KEY::SPACE)) CPlayer::Jump();
    else if(isPressed(KEY::E)) CPlayer::UseSkill();
    else if(isPressed(KEY::CTRL)) CPlayer::Crouch();
}

위 코드는 특정 키를 누르면 플래이어 캐릭터가 적절한 동작을 하는 코드이다.

이 코드를 이해하기는 쉽지만 단점이 있다.

우선  key 변경이 불가능하다.

또한 플레이어의 특정 동작에만 바인딩이 되어 범용적이지 못하다.

 

이 코드를 명령 패턴을 사용하여 조금 더 유연하고 범용적인 코드로 만들어보자.

명령 패턴을 적용하자

1. 명령들의 공통 상위 추상 클래스를 만든다.

class Command
{
public:
	virtual ~Command();
    virtual void execute() = 0;
}

• Command라는 객체로 execute()라는 명령을 감싼 형태이다.
• 기반 클래스의 소멸자에 virtual 키워드를 붙이는 것을 잊지 말자.

2. 행동 별로 구체 클래스를 만든다.

class CJumpCommand : public Command
{
public:
	virtual void execute() { CPlayer::Jump(); }
};

class CUseSkillCommand : public Command
{
public:
	virtual void execute() { CPlayer::UseSkill(); }
};

class CCrouchCommand : public Command
{
public:
	virtual void execute() { CPlayer::Crouch(); }
};

3. InputHandler에 각 버튼 별로 바인드 될 Command 클래스 포인터를 저장한다.

• 입력에 따라 적절한 버튼의 Command->execute()함수를 호출해주면 된다.

class CInputHandler
{
public:
	void HandleInput();

private:
	Command* m_btn_space_command;
    Command* m_btn_e_command;
    Command* m_btn_ctrl_command;
}

void CInputHandler::HandleInput
{
	if(isPressed(KEY::SPACE)) m_btn_space_command->execute();
    else if(isPressed(KEY::E)) m_btn_e_command->execute();
    else if(isPressed(KEY::CTRL)) m_btn_ctrl_command->execute();
}

더 개선할 수 없을까?

명령 패턴을 활용해서 InputHandler와 Player의 커플링을 해소했다.

이제 동작에 따라 key 변경이 가능하다.

또한 어느 동작이든지 key에 바인딩하여 호출할 수 있다.

설령 그 동작이 Player와 관련된 동작이 아니어도 괜찮다.

 

그러나 여전히 한계점은 있다.

JumpCommand와 같은 Command들은 Player에만 한정되어있다.

따라서 같은 종류의 움직임을 명령하는 Command라도 클래스 별로 따로 만들어줘야 한다.

 

예를 들어 Monter의 Jump Command를 만든다고 하면,

Monster1JumpCommand,Monster2JumnpCommand, ... 처럼

몬스터 종류 별로 별도의 JumpCommand 클래스를 생성해줘야 한다.

 

만약 이런 Command들이 Player와 같은 특정 클래스에 한정되어있지 않고

모든 움직일 수 있는 클래스(Actor)들에게 공통으로 적용될 수 있다면 더 범용성이 좋지 않을까?

Command 개선하기

1. Command의 동작 주체를 외부에서 설정할 수 있게 한다.

class Command
{
public:
	virtual ~Command() {};
    virtual void execute(GameActor& actor) = 0;
}

2. Command를 상속받은 클래스들이 actor를 활용하도록 수정한다.

class CJumpCommand : public Command
{
public:
	//virtual void execute() { CPlayer::Jump(); }
	virtual void execute(GameActor& _actor)
    {
    	_actor.Jump();
    }
};

class CUseSkillCommand : public Command
{
public:
	//virtual void execute() { CPlayer::UseSkill(); }
	virtual void execute(GameActor& _actor)
    {
    	_actor.UseSkill();
    }

};

class CCrouchCommand : public Command
{
public:
	//virtual void execute() { CPlayer::Crouch(); }
    virtual void execute(GameActor& _actor)
    {
    	_actor.Crouch();
    }
};

3. CInputHandler에서 버튼이 눌리면 Command를 반환하도록 수정한다.

// Command.cpp

Command* CInputHandler::handleInput()
{
	if(isPressed(KEY::SPACE))  return m_btn_space_command;
    else if(isPressed(KEY::E)) return m_btn_e_command;
    else if(isPressed(KEY::CTRL)) return m_btn_ctrl_command;

    else return nullptr;
}

4. 반환된 Command는 GameActor가 받아, GameActor에 등록해 둔 Actor를 인자로 넣어 Command의 execute()를 실행한다.

// CGameActor.cpp
// CGameActor는 멤버 변수로 static CGameActor* m_actor 소유.

void CGameActor::ControlActor()
{
	Command* c = CInputHandler::handleInput();
    if(c)
    {
    	c->execute(m_actor);
    }

}

이렇게 구현하면 모든 GameActor를 상속받는 객체들을 컨트롤러로 조종할 수 있게 된다.

{ 명령 실행 취소와 재실행 }

명령 패턴을 활용하면 명령 실행 취소와 재실행이 가능하다.

명령 실행 취소

우선 Command에 undo()함수를 추가한다.

Command는 execute()가 호출되면 현재 상태를 저장해둔 뒤에 명령을 실행한다.

그리고 undo()가 호출되면 저장해두었던 상태로 돌아가면 된다.

다중 명령 실행 취소, 재실행

다중 명령 실행 취소도 어렵지 않다.

최근 n개의 명령을 저장하는 배열(명령 스트림)을 두고, 현재 명령을 가르키는 포인터만 있으면 된다.

만약 위 그림같은 상황에서 명령 취소하면, Current 포인터가 가리키는 Command에서 undo()를 호출하고 Current가 뒤의 Command를 가리키게 하면 된다. 이런 방식으로 여러번 undo()가 가능하다.

 

명령 취소를 취소하고 싶다면, 즉, 재실행하고 싶다면 undo()이후 Current 포인터가 가르키고 있는 Command의 execute()를 실행하면 된다.

 

Current에서 undo()를 실행한 뒤, 새로운 명령이 추가되면 Current뒤의 명령들을 모두 삭제한 뒤에 새로운 명령을 추가하면 된다.

 

 

도서 : 게임 프로그래밍 패턴