게임 프로그래밍 패턴 - 관찰자 패턴(Observer Pattern)
in Study / Design Patterns on Programming, Game development, Design patterns
이미지 출처: https://unity.com/how-to/create-modular-and-maintainable-code-observer-pattern
🕹️ 관찰자 패턴(Observer Pattern)이란?
객체 간의 1:N 관계에서, 한 객체의 상태 변화가 발생하면 연결된 여러 객체에게 자동으로 변경 사항을 알리는 디자인 패턴.
관찰자 패턴은 이벤트 기반 시스템을 설계할 때 유용하며, 게임 개발에서는 UI 이벤트, 게임 상태 변경, NPC 행동 제어 등 다양한 곳에서 활용된다.
🕹️ 관찰자 패턴이 필요한 이유
💡 기존 방식의 문제점
- 객체 간 강한 결합(Dependency)이 발생하여 유지보수가 어려움
- 한 객체가 변경될 때, 여러 객체를 수동으로 업데이트해야 함
- 코드가 복잡해지고, 확장성이 떨어짐
✅ 해결책
주체(Subject)와 관찰자(Observer)를 분리하여, 변경 사항을 자동으로 전달하도록 설계!
🕹️ 관찰자 패턴의 구조
| 구성 요소 | 설명 |
|---|---|
| Subject (주체/발행자) | 상태를 관리하고, 관찰자들에게 변경 사항을 알리는 역할. |
| Observer (관찰자/구독자) | Subject를 구독하며, 상태 변경 시 자동으로 알림을 받음. |
| ConcreteSubject (구체적인 주체) | 특정 상태를 가지고 있으며, 상태 변경 시 모든 Observer에게 알림. |
| ConcreteObserver (구체적인 관찰자) | Subject를 구독하며, 알림을 받을 때 특정 동작을 수행. |
🕹️ 관찰자 패턴의 활용 사례 (게임 개발)
🎮 1. UI 이벤트 시스템
- 버튼 클릭, 메뉴 선택 등의 이벤트를 중앙 이벤트 시스템을 통해 여러 UI 요소에 전달
- 예제: 게임에서 체력바가 플레이어의 체력 변화에 따라 자동 업데이트
🎮 2. 게임 상태 변경 알림
- 게임의 상태가 변경될 때 여러 객체에 변경 사항을 자동으로 전달
- 예제: 게임 오버 시, 모든 캐릭터의 움직임을 멈추고 UI를 업데이트
🎮 3. NPC 행동 패턴
- 플레이어 행동에 따라 NPC가 반응하도록 설계
- 예제: 플레이어가 공격하면, 주변의 모든 NPC가 반응하도록 설정
🕹️ 관찰자 패턴 예제 코드 (C++ 예시)
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
class Observer
{
public:
virtual void update(string message) = 0;
};
class Subject
{
private:
vector<Observer*> observers;
public:
void addObserver(Observer* observer)
{
observers.push_back(observer);
}
void removeObserver(Observer* observer)
{
observers.erase(remove(observers.begin(), observers.end(), observer), observers.end());
}
void notifyObservers(string message)
{
for (Observer* observer : observers)
observer->update(message);
}
};
class Player : public Observer
{
public:
void update(string message) override
{
cout << "Player received update: " << message << endl;
}
};
int main()
{
Subject gameEvent;
Player player1, player2;
gameEvent.addObserver(&player1);
gameEvent.addObserver(&player2);
gameEvent.notifyObservers("Game Started!");
return 0;
}
📌 코드 설명
Observer인터페이스는 모든 관찰자가 구현해야 하는update()메서드를 정의Subject클래스는 관찰자를 등록하고, 변경 사항을 알리는 역할 수행Player클래스는Observer를 구현하여 알림을 받으면 특정 동작을 수행main()에서 두 개의 플레이어를 Subject에 추가하고, 이벤트 발생 시 자동으로 알림
🕹️ 관찰자 패턴의 장단점
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 객체 간 결합도를 낮춤 (Subject와 Observer가 독립적으로 동작) | 다수의 Observer가 존재할 경우, 알림 처리 비용 증가 가능 |
| 이벤트 기반 설계로 확장성이 뛰어남 | Observer 관리(추가/제거)가 필요하여 코드가 복잡해질 수 있음 |
| 자동 알림을 통해 코드의 유지보수가 용이함 | 순환 참조 문제가 발생할 수 있음 (Weak Pointer 사용 필요) |
🕹️ 최종 정리
관찰자 패턴은 객체 간의 결합도를 낮추고, 상태 변경을 자동으로 전파하는 강력한 디자인 패턴으로, 게임 개발에서 UI 시스템, NPC AI, 이벤트 처리 등 다양한 곳에서 활용된다. 하지만 Observer 관리 비용과 순환 참조 문제에 주의하며 설계해야 한다.
