컴포지트 패턴 (Composite Pattern)

컴포지트 패턴(Composite Pattern)은 개별 객체와 객체들의 묶음을 같은 인터페이스로 다룰 수 있게 하여 트리 구조를 자연스럽게 표현하는 구조 디자인 패턴이다. 컴포지트 패턴을 적용하면 클라이언트는 지금 다루는 대상이 잎 하나인지 수백 개의 자식을 가진 그릇인지 구분하지 않고 동일한 코드로 처리할 수 있다. 파일 시스템의 파일과 폴더, UI의 위젯과 컨테이너가 대표적인 적용 사례다.

패턴의 의도

부분과 전체가 계층을 이루는 구조는 어디에나 있다. 폴더 안에 파일과 하위 폴더가 있고, 조직 안에 팀과 팀원이 있으며, 화면 안에 패널과 버튼이 있다. 이런 구조를 다룰 때 "이 객체가 단일 객체인가, 묶음인가"를 매번 조건문으로 검사하면 클라이언트 코드가 분기로 뒤덮이고, 새로운 종류의 구성 요소가 추가될 때마다 분기를 고쳐야 한다.

컴포지트 패턴의 의도는 부분과 전체의 계층 구조에서 단일 객체(Leaf)와 복합 객체(Composite)를 하나의 공통 타입으로 추상화하여, 클라이언트가 재귀적인 트리 구조를 균일하게 다루도록 만드는 것이다. 복합 객체에 연산을 요청하면 복합 객체는 자식들에게 같은 연산을 재귀적으로 전파하고, 잎에 도달하면 실제 작업이 수행된다.

구조와 참여 객체

• 컴포넌트(Component): 잎과 복합 객체가 공유하는 공통 인터페이스 또는 추상 클래스다. 공통 연산을 선언한다.
• 리프(Leaf): 자식을 갖지 않는 말단 객체다. 실제 작업 대부분이 여기서 수행된다.
• 컴포지트(Composite): 자식 컴포넌트들을 컬렉션으로 보관하는 복합 객체다. 연산 요청을 받으면 자식들에게 위임하고 결과를 합쳐 돌려준다. 자식 추가와 삭제 메서드도 제공한다.
• 클라이언트(Client): 컴포넌트 인터페이스만 사용해 트리 전체를 조작한다.

설계 시 자식 관리 메서드(add, remove)를 어디에 둘지 선택해야 한다. 컴포넌트에 두면 잎과 복합 객체를 완전히 동일하게 다룰 수 있어 투명성이 높지만, 잎에서 의미 없는 메서드가 노출되어 안전성이 떨어진다. 반대로 컴포지트에만 두면 타입 안전성은 좋아지지만 클라이언트가 형을 구분해야 하는 순간이 생긴다. 이 투명성과 안전성의 트레이드오프는 컴포지트 패턴의 단골 논점이다.

Java 코드 예시

파일과 디렉터리의 전체 크기를 계산하는 예제다. 디렉터리의 크기는 포함된 모든 항목 크기의 합이라는 재귀 구조가 그대로 드러난다.

// 컴포넌트: 공통 인터페이스
public interface FileSystemNode {
    String getName();
    long getSize();
}

// 리프: 단일 파일
public class FileLeaf implements FileSystemNode {
    private final String name;
    private final long size;

    public FileLeaf(String name, long size) {
        this.name = name;
        this.size = size;
    }

    @Override
    public String getName() { return name; }

    @Override
    public long getSize() { return size; }
}

// 컴포지트: 디렉터리
public class Directory implements FileSystemNode {
    private final String name;
    private final List<FileSystemNode> children = new ArrayList<>();

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

    public void add(FileSystemNode node) { children.add(node); }

    @Override
    public String getName() { return name; }

    @Override
    public long getSize() {
        long total = 0;
        for (FileSystemNode child : children) {
            total += child.getSize();  // 재귀적으로 자식에게 위임
        }
        return total;
    }
}

// 클라이언트: 파일인지 디렉터리인지 구분하지 않는다
Directory root = new Directory("project");
root.add(new FileLeaf("README.md", 1200));
Directory src = new Directory("src");
src.add(new FileLeaf("Main.java", 3400));
root.add(src);
System.out.println(root.getSize());  // 4600

클라이언트는 getSize를 한 번 호출할 뿐이고, 트리를 순회하는 재귀 로직은 컴포지트 내부에 숨어 있다. 깊이가 얼마든 코드가 달라지지 않는다는 점이 이 패턴의 힘이다.