[Design Pattern]Composite

1. 개요

파일 데이터와 같은 일반적인 트리 구조의 데이터 타입을 만드는 것이 Composite 패턴입니다. Composite 패턴에서 주요등장 인물은 3개입니다. 첫째는 상위 컴포넌트. 둘째는 상위 컴포넌트를 상속 받으며 자식 컴포넌트를 가질 수 있는 Composite. 세째는 상위 컴포넌트를 상속 받으며, 하위 컴포넌트를 가질 수 없는 Leaf. 디렉토리가 Composite라면, 파일은 Leaf라고 보시면 됩니다.

2. 예제

//----------------- 상위 Component ----------------- 
package design.patternComposite;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public abstract class Component {
    private String componentName;
    protected List<Component> children = new ArrayList<Component>();
    public Component(String componentName) {
        this.componentName = componentName;
    }
    public String getComponentName() {
        return componentName;
    }
    public abstract void add(Component c);
    public List<Component> getChildren(){
        return children;
    }
    public String getString(){
        return getString(0);
    }
    private String getString(int depth){
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        if (this instanceof Composite) {
            for (int i = 0; i < depth; i++) {
                sb.append("  ");
            }
            sb.append("+"+getComponentName() +"\n");
            for (Component comp: children) {
                sb.append(comp.getString(depth+1));
            }
        }else{
            for (int i = 0; i < depth; i++) {
                sb.append("  ");
            }
            sb.append("-"+getComponentName()+"\n");
        }
        return sb.toString();  
    }
}

//----------------- 하위 Composite(하위 노드 가질 수 있음) ----------------- 
package design.patternComposite;
public class Composite extends Component {
    public Composite(String componentName) {
        super(componentName);
    }
    @Override
    public void add(Component c) {
        children.add(c);
    }
}

//----------------- 하위 Leaf(하위 노드 가질 수 없음) ----------------- 
package design.patternComposite;
public class Leaf extends Component{
    public Leaf(String componentName) {
        super(componentName);
    }
    @Override
    public void add(Component c) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
}

//----------------- 테스트 클래스 ----------------- 
package design.patternComposite;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Composite main = new Composite("Main");
        Composite sub1 = new Composite("sub1");
        Composite sub2 = new Composite("sub2");
        Composite sub11 = new Composite("sub11");
        Composite sub12 = new Composite("sub12");
        Composite sub13 = new Composite("sub13");
        Composite sub21 = new Composite("sub21");
        Composite sub22 = new Composite("sub22");
        Leaf leaf14 = new Leaf("leaf14");
        Leaf leaf121 = new Leaf("leaf121");
        
        main.add(sub1);
        main.add(sub2);
        sub1.add(sub11);
        sub1.add(sub12);
        sub1.add(sub13);
        sub2.add(sub21);
        sub2.add(sub22);
        sub1.add(leaf14);
        sub12.add(leaf121);
        
        System.out.println(main.getString());
    }
}

//----------------- 테스트 결과 ----------------- 
//+Main
//  +sub1
//    +sub11
//    +sub12
//      -leaf121
//    +sub13
//    -leaf14
//  +sub2
//    +sub21
//    +sub22

Component는 멤버 변수로 List<Component>를 가집니다. 이것이 트리 구조를 만드는 포인트입니다. Component에 있어서 중요한 메쏘드는 add()와 getChildren()입니다. add()의 인자는 Component 이고, getChildren()의 리턴 타입도 List<Component>입니다.  Composite인지 Leaf인지 구분하지 않습니다.

3. add와 getChildren 의 구현 방법

첫째, Component 에서 모든 것을 구현하고, Leaf에서는 add 메쏘드 호출 시 UnsupportedOperationException 을 던집니다.

Component-Composite-Leaf 3 개의 구조가 아니라 Component-Leaf의 2개 구조만 있어도 됩니다. 그래서 구조가 간단해집니다. 그러나 Composite에는 있고, Leaf에는 없는 메쏘드를 구현할 방법이 없어집니다. 위의 예제는 단지 트리구조를 구현하는 것이라 상관없지만, 추가 기능을 구현할 가능성이 있는 경우는 이 방법을 쓰면 후에 문제가 생길 수 있습니다.

둘째, Component 에서는 abstract로 선언만 하고 Composite와 Leaf에서 구현을 합니다. Leaf에서는 첫번째 방법과 마찬가지로 UnsupportedOperationException 를 던지면 됩니다. 구조는 복잡하지만, 첫번째 방법에 비해 다른 기능 추가는 상대적으로 쉽습니다.

4. JAVA API에 있는 Composite

java.awt의 Container 는 Component를 상속 받고, Component를 다시 하위 객체로 가집니다. (여기서 하위는 상속의 하위 개념이 아닙니다. UI 구조상의 하위 구조입니다.) 예제에서 설명한 Leaf의 역할을 하는 객체들은 여러가지가 있습니다. Button, Text 등 우리가 알고 있는 일반적인 awt의 컴포넌트는 전부 포함된다고 보시면 됩니다.