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이번시간엔 구조패턴중 하나인 컴포지트 패턴에 대해서 알아보도록 하겠다.

컴포지트(Composite Pattern) 패턴

컴포지트 패턴은 전체의 계층을 하나의 인터페이스로 통합해서 트리구조로 구성하는 구조 패턴중 하나다. 개별객체와 그 개별객체를 포함하는 복합객체를 모두 동일하게 다룬다.

이런 컴포지트 패턴의 가장 중요한 요소는 개별객체와 복합객체 모두를 표현할 수 있는 하나의 추상화 클래스를 정의하는 것이다.

이 컴포지트 패턴은 파일 - 폴더와 같이 전체의 객체 계통을 표현하고싶을 때 사용하면 된다.

1280px-Composite_UML_class_diagram_(fixed) svg

  • Component: 집합 관계에 정의될 모든 객체에 대한 인터페이스를 정의한다. 모든 클래스에 해당하는 공통의 행동을 구현한다.
  • Leaf: 가장 말단 객체, 자식이 없고 객체 합성에 가장 기본이 되는 객체의 행동을 정의한다.
  • Composite: 자식이 있는 구성 요소에 대한 행동을 정의함 자신이 복합하는 요소들을 저장하면서, Component 인터페이스에 정의된 자식 관련 연산을 구현한다.

직접 예제를 구성하면서 컴포지트 패턴에 대해서 알아보자.

파일 - 폴더 구조 구성하기

위에서 설명한 파일 - 폴더 구조를 직접 구성하면서 컴포지트 패턴을 설명하도록 하겠다. 파일 - 폴더를 추상화한 인터페이스를 먼저 작성해보자.

인터페이스 구성하기

FileSystem.java

package me.sup2is;

public interface FileSystem {

    void print();

}

파일과 폴더를 추상화한 FileSystem 인터페이스는 print() 라는 추상메서드를 가졌다. 간단히 print 만 찍는 메서드로 구현할 것이다.

이어서 FileSystem을 구현하는 File 클래스와 Folder 클래스를 구현해보자.

File.java

package me.sup2is;

public class File implements FileSystem {

    String name;

    @Override
    public void print() {
        System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "(" + name + ")");
    }

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

Folder.java

package me.sup2is;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Folder implements FileSystem {

    String name;

    private List<FileSystem> files = new ArrayList<>();

    @Override
    public void print() {
        System.out.println(this.getClass().getSimpleName() + "(" + name + ")");
        files.forEach(fileSystem -> fileSystem.print());
    }

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

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

여기에서 File 클래스는 단일 객체(Leaf)로 표현된다. 따라서 자신의 이름을 갖는 name 이라는 필드만 존재하고 Folder 클래스가 복합 객체(Composite)로 사용된다. 이 복합객체는 FileSystem 타입의 List를 갖고 있다. 인스턴스 메서드로 갖고 있는 addFile()은 FileSystem 타입의 인스턴스를 저장하는데 File과 Folder 모두 FileSystem 타입이기때문에 모두 들어올 수 있다.

파일 -폴더 구현하기

이제 직접 파일 - 폴더 구조를 구성해보도록 하겠다.

Main.java

package me.sup2is;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Folder folder1 = new Folder("최상위 폴더");
        File myFile1 = new File("myFile1");
        File myFile2 = new File("myFile2");
        folder1.addFile(myFile1);
        folder1.addFile(myFile2);

        Folder folder2 = new Folder( "1depth");
        File myFile3 = new File("myFile3");
        File myFile4 = new File("myFile4");
        folder2.addFile(myFile3);
        folder2.addFile(myFile4);

        Folder folder3 = new Folder("2depth");
        File myFile5 = new File("myFile5");
        File myFile6 = new File("myFile6");
        folder3.addFile(myFile5);
        folder3.addFile(myFile6);

        Folder folder4 = new Folder("3depth");
        File myFile7 = new File("myFile7");
        File myFile8 = new File("myFile8");
        folder4.addFile(myFile7);
        folder4.addFile(myFile8);

        folder1.addFile(folder2);
        folder2.addFile(folder3);
        folder3.addFile(folder4);

        folder1.print();
        System.out.println("====================");
        folder2.print();
        System.out.println("====================");
        folder3.print();
        System.out.println("====================");

    }
}

4개의 Folder 인스턴스와 각각 여러개의 File 인스턴스를 넣어서 파일 - 폴더 구조를 형성했다. File과 Folder는 모두 하나의 인터페이스로 통일되었기 때문에 folder1.addFile(folder2);형태로 연결이 가능하다.

프로그램의 실행 결과는 아래와 같다.

Folder(최상위 폴더)
	File(myFile1)
	File(myFile2)
	Folder(1depth)
		File(myFile3)
		File(myFile4)
		Folder(2depth)
			File(myFile5)
			File(myFile6)
			Folder(3depth)
				File(myFile7)
				File(myFile8)
====================
Folder(1depth)
	File(myFile3)
	File(myFile4)
	Folder(2depth)	
		File(myFile5)
		File(myFile6)
		Folder(3depth)
			File(myFile7)
			File(myFile8)
====================
Folder(2depth)
	File(myFile5)
	File(myFile6)
		Folder(3depth)
		File(myFile7)
		File(myFile8)
====================

조금 더 보기 좋은 결과를 나타내기 위해 별도의 인덴트를 넣었다. 이렇게 단일 객체와 복합 객체로 구성된 하나의 일관된 구조를 구성할때는 컴포지트 패턴을 사용하면 된다.

마무리

컴포지트 패턴의 장점은 사용자 입장에서는 이게 단일 객체인지 복합 객체인지 신경쓰지 않고 사용할 수 있다는 장점이 있지만 설계가 지나치게 범용성을 갖기 때문에 새로운 요소를 추가할 때 복합 객체에서 구성 요소에 제약을 갖기가 힘들다.

포스팅은 여기까지 하겠습니다. 퍼가실때는 출처를 반드시 남겨주세요!

예제: https://github.com/sup2is/study/tree/master/design-pattern/composite-pattern


References