컴포지트 패턴 Composite Pattern

2023-02-23 • infoqoch •

design-pattern

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컴포지트 패턴

객체를 트리구조로 구성하여 부분-전체 계층구조를 구현.
모든 노드는 요소(Component)로서의 동일한 특성을 공유한다.
개별 객체로서의 리프와 복합 객체로서의 중간 노드(Composite)는 동일한 메서드를 구현하고 동일한 동작을 해야 한다.
다만 복합 객체는 개별 객체 전체의 행동을 담보하고 통합적인 동작을 수행한다.
결과적으로 클라이언트는 컴포지트 패턴을 활용하면 그것이 개별 객체인지 복합 객체인지 관계 없이 동일한 동작의 수행을 보장받는다.

예제 - 할 일(ToDo)

컴포지트 패턴을 사용하여 Todo를 구현했다.
인터페이스는 Notification 이며 noti 메서드를 가진다.
구현체는 Todo와 TodoGroup이 있다. 전자는 하나의 할 일을 가지고 후자는 여러 개의 할 일을 가진다.

public interface Notification {
    String noti();
}

@Getter
public class ToDo implements Notification {
    private final LocalDate day;
    private final String description;

    public ToDo(LocalDate day, String description) {
        this.day = day;
        this.description = description;
    }

    @Override
    public String noti() {
        return "[" + day + "]" + description + "\n";
    }
}

컴포지트를 구현 할 때 리프는 자신에 대한 구현만을 필요로 한다.
자식을 가진 노드는 자식을 포함한 자손을 접근하고 이를 통합적으로 구현할 의무를 가진다.
그러므로 컴포지트 패턴의 경우 두 가지 형태로 구현한다. 앞서 ToDo는 리프로서 구현하고 노드로서 ToDoGroup은 리프에 대한 통합적인 제어를 수행한다.
ToDoGroup은 자식 노드를 수집하고, noti 메서드에서 자식의 noti를 합성한 값을 생성한다.

public class TodoGroup implements Notification {
    private final List<Notification> notifications = new ArrayList<>();
    private final String description;

    public TodoGroup(String description) {
        this.description = description;
    }

    public void add(Notification notification) {
        notifications.add(notification);
    }

    @Override
    public String noti() {
        String category = "["+description+"]";
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (Notification n : notifications) {
            String[] split = n.noti().split("\n");
            for (String s : split) {
                sb.append(category).append(s).append("\n");
            }
        }
        return sb.toString();
    }
}

클라이언트는 ToDo 혹은 ToDoGroup이 아닌 Notification 객체로서 noti 메서드를 통해 접근한다.
ToDoGroup은 무한한 계층을 가질 수 있다. 아래 예제를 보면 외부활동(out) - 운동(workout) - 리프(자전거타기)의 3 단계의 계층이 있다.

TodoGroup out = new TodoGroup("외부 활동");
out.add(new ToDo(LocalDate.of(2023, 4, 1),  "만우절 체험"));
out.add(new ToDo(LocalDate.of(2023, 4, 6),  "진달래 구경"));
out.add(new ToDo(LocalDate.of(2023, 4, 2),  "친구들과 여행가기"));

TodoGroup workOut = new TodoGroup("운동");
out.add(workOut);
workOut.add(new ToDo(LocalDate.of(2023, 3, 9),  "한강 자전거 타기"));

ToDo family = new ToDo(LocalDate.of(2023, 5, 9), "가족 저녁 식사");

TodoGroup myTodoList = new TodoGroup("나의 일정");
myTodoList.add(out);
myTodoList.add(family);

System.out.println(myTodoList.noti());

컴포지트의 장점과 단점

공통 특성이 많은 경우 유용하다. 특히 UI 혹은 이벤트 프레임워크는 자식, 자손 노드에 대한 통합적인 관리를 필요로 하며, 컴포지트 패턴을 활용한다.
HTML을 예를 들면,
- div 태그를 hidden으로 숨긴다면 div의 자식 태그 역시 hidden으로 하는 것이 맞다.
- 일관적인 프로그래밍을 간단하게 처리하도록 도와준다.
새로운 요소의 추가가 간편하다. ToDoGroup에 새로운 ToDo를 쉽게 삽입 가능하며, ToDoGroup은 해당 변화를 즉각적으로 반영한다.
다만, 공통된 인터페이스의 정의 과정에서 지나치게 일반화 해야 하는 경우도 생길 수 있다. 일반화를 실패하여 노드의 타입이 무엇인지 체크하고 분기할 수도 있다. 이러한 상황이 발생하면 컴포지트 패턴의 포기를 고려해야 한다.

참조

백기선, 디자인 패턴 강의(https://www.inflearn.com/course/%EB%94%94%EC%9E%90%EC%9D%B8-%ED%8C%A8%ED%84%B4)

O’Reilly, “헤드 퍼스트 디자인 패턴”