Composite Pattern

필요성

트리구조와 같은 데이터에 순차 접근해야 하는 상황을 가정해보자.
Iterator pattern으로 구현된 자료구조에 접근할 때의 문제점은, Iterator로 반환되는 객체의 타입이 동일해야 한다는 것이다.
무슨 말이냐면, i번째 접근하는 자료형과 k번째 접근하는 자료형(인터페이스)이 동일해야 한다는 것이다.

이 때 만약, leaf node와 inner node가 다른 방식으로 동작한다고 해서 다른 자료형으로 구현한다면?
노드 타입을 검사하고, 타입에 맞는 순차탐색 과정을 거치는 등 순차탐색하는 과정이 매우 복잡해질 것이다.

Composite Pattern

이런 순차탐색에서의 불편함을 없애고자, leaf, inner node 모두 동일한 component class를 구현하는 방식을 Composite Pattern 이라고 한다.
예시 코드를 살펴보자.

public abstract class MenuComponent {
  // For inner node
  public void add(MenuComponent c) {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  public void remove(MenuComponent c) {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  public MenuComponent getChild(int i) {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  // For all node
  public void print() {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  public String getName() {
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  ...
}

이제 leaf, inner node에서 위 클래스를 extends 하여 구현하면 모두 동일한 인터페이스(메서드)를 갖게되어 Iterator를 이용한 순차탐색이 가능해진다.
(Iterator<MenuComponent> 이런 느낌)

// leaf node
public class MenuItem extends MenuComponent {
  String name;
  ...
  public MenuItem(String name, ...) {
    this.name = name;
    ...
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void print() {
    System.out.println(getName());
  }
  ...
}

이런식으로 필요한 메서드만 override 해서 사용하면 된다.
만약, override하지 않은 메서드를 호출한다면 UnsupportedOperationException이 발생하는 것이다.

public class Menu extends MenuComponent {
  ArrayList menuComponents = new ArrayList();
  String name;
  ...
  public Menu(String name, ...) {
    this.name = name;
    ...
  }

  public void add(MenuComponent c) {
    menuComponents.add(c);
  }
  public void remove(MenuComponent c) {
    menuComponents.remove(c);
  }
  public void getChild(int i) {
    return (MenuComponent)menuComponents.get(i);
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void print() {
    System.out.println(getName());
    System.out.println("===========");

    Iterator iter = menuComponents.iterator();
    while(iter.hasNext()) {
      MenuComponent menuComp = (MenuComponent)iter.next();
      menuComp.print();
    }
  }
  ...
}

이런식으로 MenuItem(leaf), Menu(inner) 모두 동일한 print 라는 메서드를 호출할 수 있지만,
구현을 다르게 했기 때문에 동작이 달라진다.

이제 메뉴를 출력하든, 메뉴의 각 음식을 출력하든, 나아가 모든 메뉴를 출력(클라이언트가 하는 일)하든 상관없이
MenuComponent 클래스를 상속하여 만든 객체는 print를 호출하여 출력할 수 있다.

vs. Decorator

Menu 클래스를 보면 뭔가 느낌이 Decorator Pattern을 보는 것과 비슷한 느낌을 받을 수 있다.
자식 클래스에서 부모 클래스를 멤버 변수로 가지며, override 한다는 점에서 비슷하다.

하지만, 사용 목적에 차이점이 있음을 알고가면 좋을 거 같다.

Decorator Pattern은 leaf node에 해당하는 부분의 변화를 가하지 않고 추가 기능 구현을 위해 override 한다는 데 목적이 있다면,

Composite Pattern은 계층 구조의 모든 노드가 같은 인터페이스로 클라이언트에서 접근할 수 있도록 하는데에 목적이 있다.