Что такое паттерн Компоновщик (Composite)?

Компоновщик — структурный паттерн, который позволяет объединять объекты в древовидные структуры для представления иерархий часть-целое. Он дает возможность клиентам работать с индивидуальными объектами и композициями одинаково.

Ключевые идеи:

1. Общий интерфейс: Определяется общий интерфейс для листовых (отдельных) объектов и составных (контейнеров) объектов.
2. Лист: Представляет конечный объект в иерархии. Не имеет дочерних элементов.
3. Комопзит: Представляет объект, который содержит дочерние элементы. Может содержать как Листы, так и другие Композиты.
4. Рекурсивная структура: Операции, определенные в общем интерфейсе, могут быть реализованы как для Листов, так и для Композитов. Для Композитов эти операции обычно рекурсивно делегируются их дочерним элементам.

Преимущества:

• Упрощает клиентский код, так как он работает с единым интерфейсом.
• Позволяет легко добавлять новые типы объектов (Листы или Композиты не нарушая существующих структур).
• Облегчает построение сложных иерархических структур.

Недостатки:

• Может усложнить структуру кода, если объекты сильно отличаются.
• Нарушает принцип единственной ответственности, так как составные классы могут отвечать как за собственное поведение, так и за управление дочерними элементами.

Пример структуры:

# Общий интерфейс для всех компонентов
class Component:
    def operation(self):
        pass

    def add(self, component):
        pass

    def remove(self, component):
        pass

    def get_children(self):
        pass

# Лист - конечный объект без дочерних элементов
class Leaf(Component):
    def __init__(self, name):
        self._name = name

    def operation(self):
        # Реализация операции для листа
        print(f"Operation for Leaf: {self._name}")

    # Методы add/remove/get_children пустые для листа
    def add(self, component):
        print("Cannot add to a leaf")

    def remove(self, component):
        print("Cannot remove from a leaf")

    def get_children(self):
        return []

# Композит - объект, содержащий дочерние элементы
class Composite(Component):
    def __init__(self, name):
        self._name = name
        self._children = []

    def operation(self):
        # Реализация операции для композита (делегирование дочерним элементам)
        print(f"Operation for Composite: {self._name}")
        for child in self._children:
            child.operation()

    def add(self, component):
        self._children.append(component)

    def remove(self, component):
        self._children.remove(component)

    def get_children(self):
        return self._children

# Пример использования
root = Composite("Root")

branch1 = Composite("Branch 1")
branch1.add(Leaf("Leaf 1.1"))
branch1.add(Leaf("Leaf 1.2"))

branch2 = Composite("Branch 2")
branch2.add(Leaf("Leaf 2.1"))

root.add(branch1)
root.add(branch2)
root.add(Leaf("Leaf 3"))

root.operation() # Выполняет операцию для всей иерархии