디자인 패턴을 쉽게 풀어보자 - 복합체 패턴편

복합체(Composite) 패턴은 트리 구조를 사용해 객체들을 계층적으로 구성하고, 개별 객체와 복합 객체를 동일하게 다루기 위해 사용하는 구조적 디자인 패턴입니다. 이 패턴은 객체들이 부분-전체(Part-Whole) 관계를 가질 때 유용합니다. 즉, 단일 객체와 복합 객체를 클라이언트 코드에서 동일한 방식으로 처리할 수 있습니다.

예를 들어, 파일 시스템에서 파일과 폴더를 처리해야 한다고 가정해봅시다. 파일은 개별 객체로 동작합니다. 폴더는 여러 파일과 다른 폴더를 포함하는 복합 객체로 동작합니다. 클라이언트가 파일과 폴더를 별도로 처리해야 한다면 코드가 복잡해지고 유지보수가 어려워집니다.

class File {
    private String name;

    public File(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void display() {
        System.out.println("File: " + name);
    }
}

class Folder {
    private String name;
    private List<File> files = new ArrayList<>();

    public Folder(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void addFile(File file) {
        files.add(file);
    }

    public void display() {
        System.out.println("Folder: " + name);
        for (File file : files) {
            file.display();
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        File file1 = new File("file1.txt");
        File file2 = new File("file2.txt");

        Folder folder = new Folder("직박구리");
        folder.addFile(file1);
        folder.addFile(file2);

        folder.display();  // Folder와 File을 별도로 처리해야 함
    }
}

문제점

• 구조적인 복잡성: 클라이언트가 개별 객체(파일)와 복합 객체(폴더)를 각각 다르게 처리해야 합니다.
• 확장성 부족: 폴더 안에 다른 폴더를 포함하거나, 개별 파일과 폴더를 동일한 방식으로 처리하기 어렵습니다.

Composite 패턴을 사용하면 개별 객체와 복합 객체를 동일한 인터페이스로 처리할 수 있습니다. 이로써 클라이언트 코드가 단순화되고, 개별 객체와 복합 객체를 유연하게 구성할 수 있습니다.

공통 인터페이스 정의

interface FileSystemComponent {
    void display();
}

개별 객체 클래스 정의

class File implements FileSystemComponent {
    private String name;

    public File(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("File: " + name);
    }
}

복합 객체 클래스 정의

class Folder implements FileSystemComponent {
    private String name;
    private List<FileSystemComponent> components = new ArrayList<>();

    public Folder(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void addComponent(FileSystemComponent component) {
        components.add(component);
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("Folder: " + name);
        for (FileSystemComponent component : components) {
            component.display();
        }
    }
}

클라이언트 코드

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 개별 파일 생성
        File file1 = new File("file1.txt");
        File file2 = new File("file2.txt");

        // 폴더 생성 및 파일 추가
        Folder folder = new Folder("직박구리");
        folder.addComponent(file1);
        folder.addComponent(file2);

        // 폴더 안에 또 다른 폴더 생성
        Folder nestedFolder = new Folder("딱따구리");
        nestedFolder.addComponent(new File("file3.txt"));
        folder.addComponent(nestedFolder);

        // 동일한 인터페이스로 처리
        folder.display();
    }
}

장점

• 클라이언트 코드 단순화: 개별 객체와 복합 객체를 동일한 방식으로 처리할 수 있습니다.
• 유연성: 복합 객체 안에 다른 복합 객체를 포함하는 재귀적인 구조를 쉽게 구현할 수 있습니다.
• 확장성 향상: 새로운 객체나 복합 객체를 추가해도 클라이언트 코드를 수정할 필요가 없습니다.

단점

• 복잡성 증가: 구조가 커질수록 코드의 복잡도가 증가할 수 있습니다.
• 객체 관리 어려움: 복합 객체와 개별 객체가 섞여 있을 때, 각 객체를 추적하고 관리하는 비용이 증가할 수 있습니다.

Composite 패턴은 부분-전체(Part-Whole) 관계를 계층적으로 표현할 수 있는 강력한 패턴입니다. 이 패턴을 사용하면 클라이언트 코드가 단순화되고, 개별 객체와 복합 객체를 유연하게 조합할 수 있습니다. 다만, 구조가 커질수록 복잡성이 증가할 수 있으므로 적절한 설계가 필요합니다.