[디자인패턴] 컴포지트(Composite) 패턴

 

 

컴포지트 패턴(Composite Pattern)

• *컴포지트 패턴(Composite Pattern)**은 구조적 디자인 패턴 중 하나로, 객체를 트리 구조로 구성하여 부분-전체 계층을 표현할 때 사용됩니다. 이 패턴은 클라이언트가 단일 객체와 복합 객체를 동일한 방식으로 다룰 수 있도록 해줍니다. 즉, 개별 객체(Leaf)와 복합 객체(Composite)를 동일한 인터페이스로 처리할 수 있습니다.

1. 컴포지트 패턴의 기본 개념

• 구성 요소:
  1. Component: 객체들 간의 공통 인터페이스를 정의합니다. 여기에는 Leaf와 Composite에서 공통으로 사용하는 메서드가 포함됩니다.
  2. Leaf: 트리의 말단 노드를 표현하며, 더 이상 자식을 가지지 않는 객체입니다. Component 인터페이스를 구현합니다.
  3. Composite: 자식 노드를 가질 수 있는 복합 객체를 나타냅니다. Component 인터페이스를 구현하며, 자식 노드들을 관리하고 이들에 대한 연산을 위임합니다.

 

• 장점:
  • 클라이언트는 개별 객체와 복합 객체를 구분할 필요 없이 동일한 방식으로 처리할 수 있습니다.
  • 객체 구조를 유연하게 확장할 수 있으며, 새로운 종류의 객체를 추가하더라도 기존 코드를 수정할 필요가 없습니다.
• 단점:
  • 트리 구조가 복잡해질 수 있으며, 전체 구조를 이해하는 데 시간이 걸릴 수 있습니다.
  • 복합 객체의 관리를 위해 더 많은 메모리와 시간이 필요할 수 있습니다.
    
    
    

2. 컴포지트 패턴 예제

아래 예제에서는 파일 시스템을 모델링하는 구조를 통해 컴포지트 패턴을 구현해보겠습니다. 이 파일 시스템에서는 파일과 디렉터리가 있으며, 디렉터리는 다른 파일이나 디렉터리를 포함할 수 있습니다.

#include <iostream>
#include <vector>
#include <memory>
#include <string>

// Component
class FileSystemComponent {
public:
    virtual void showDetails(int indent = 0) const = 0;
    virtual ~FileSystemComponent() = default;
};

// Leaf
class File : public FileSystemComponent {
private:
    std::string name;
public:
    File(const std::string& name) : name(name) {}

    void showDetails(int indent = 0) const override {
        std::cout << std::string(indent, '-') << name << std::endl;
    }
};

// Composite
class Directory : public FileSystemComponent {
private:
    std::string name;
    std::vector<std::unique_ptr<FileSystemComponent>> children;
public:
    Directory(const std::string& name) : name(name) {}

    void add(std::unique_ptr<FileSystemComponent> component) {
        children.push_back(std::move(component));
    }

    void showDetails(int indent = 0) const override {
        std::cout << std::string(indent, '-') << name << std::endl;
        for (const auto& child : children) {
            child->showDetails(indent + 2);
        }
    }
};

int main() {
    // 루트 디렉터리 생성
    auto root = std::make_unique<Directory>("root");

    // 루트 디렉터리에 파일 추가
    root->add(std::make_unique<File>("file1.txt"));
    root->add(std::make_unique<File>("file2.txt"));

    // 서브 디렉터리 생성 및 파일 추가
    auto subDir = std::make_unique<Directory>("subdir");
    subDir->add(std::make_unique<File>("file3.txt"));
    subDir->add(std::make_unique<File>("file4.txt"));

    // 서브 디렉터리를 루트 디렉터리에 추가
    root->add(std::move(subDir));

    // 전체 파일 시스템 구조 출력
    root->showDetails();

    return 0;
}

3. 코드 설명

1. Component: FileSystemComponent는 파일과 디렉터리 모두가 구현해야 하는 인터페이스로, 여기서는 showDetails() 메서드를 정의했습니다. 이 메서드는 객체의 세부 정보를 출력하는 역할을 합니다.
2. Leaf: File 클래스는 개별 파일을 나타내며, showDetails() 메서드를 구현하여 파일 이름을 출력합니다.
3. Composite: Directory 클래스는 디렉터리를 나타내며, 다른 FileSystemComponent 객체들을 자식으로 가질 수 있습니다. add() 메서드를 통해 자식 객체를 추가하며, showDetails() 메서드를 통해 자식들의 세부 정보를 출력합니다.
4. Client: main() 함수는 파일 시스템의 트리 구조를 구성하고, 전체 구조를 출력합니다.

4. 실행 결과

위의 코드를 실행하면 다음과 같은 출력이 나타납니다:

root
--file1.txt
--file2.txt
--subdir
----file3.txt
----file4.txt

설명:

• root 디렉터리 아래에 file1.txt와 file2.txt 파일이 있고, subdir라는 서브 디렉터리가 존재합니다.
• subdir 아래에는 file3.txt와 file4.txt 파일이 포함되어 있습니다.
• 각 디렉터리와 파일은 계층적으로 출력됩니다.

이 예제는 컴포지트 패턴을 사용하여 트리 구조를 가진 객체를 동일한 방식으로 처리하는 방법을 보여줍니다. 클라이언트 코드에서는 개별 객체(파일)와 복합 객체(디렉터리)를 구분할 필요 없이 showDetails() 메서드를 호출하여 구조를 출력할 수 있습니다.