概要

Composite（コンポジット）パターンは、
オブジェクトの「個」と「集合（コンテナ）」を同じインターフェースで扱う設計パターンである。

再帰的な構造（ツリー・ディレクトリ構造・UI構成など）において、操作の一貫性を保ちつつ柔軟に構成を拡張可能にする。

1. なぜCompositeが必要か？

❌ 個別ノードと複合ノードで扱い方が異なるとコードが複雑に

if isinstance(node, Leaf):
    node.draw()
else:
    for child in node.children:
        child.draw()

→ 条件分岐による処理の分散・冗長化

✅ 全てを `draw()` に統一して再帰的に呼び出す構造へ

root.draw()

→ クライアントコードが構造を意識せず操作可能

2. 基本構造

✅ Componentインターフェース

class Graphic:
    def draw(self):
        raise NotImplementedError

✅ Leaf（葉ノード）

class Circle(Graphic):
    def draw(self):
        print("● Circle")

✅ Composite（枝ノード）

class GraphicGroup(Graphic):
    def __init__(self):
        self.children = []

    def add(self, graphic: Graphic):
        self.children.append(graphic)

    def draw(self):
        print("[Group] Start")
        for child in self.children:
            child.draw()
        print("[Group] End")

✅ 使用例

root = GraphicGroup()
circle1 = Circle()
circle2 = Circle()

subgroup = GraphicGroup()
subgroup.add(circle2)

root.add(circle1)
root.add(subgroup)

root.draw()

出力:

[Group] Start  
● Circle  
[Group] Start  
● Circle  
[Group] End  
[Group] End

3. Python的応用：ファイルツリー風Composite構造

class FileSystemNode:
    def show(self, indent=0):
        raise NotImplementedError

class File(FileSystemNode):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def show(self, indent=0):
        print("  " * indent + f"- {self.name}")

class Folder(FileSystemNode):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.children = []

    def add(self, node: FileSystemNode):
        self.children.append(node)

    def show(self, indent=0):
        print("  " * indent + f"[{self.name}]")
        for child in self.children:
            child.show(indent + 1)

root = Folder("project")
root.add(File("README.md"))
src = Folder("src")
src.add(File("main.py"))
root.add(src)

root.show()

出力:

[project]  
  - README.md  
  [src]  
    - main.py

4. 実務ユースケース

✅ UI構築（ページ内コンポーネントの入れ子構造）

→ Panel, Button, TextBox などを一貫した操作で管理可能

✅ ファイルシステム・階層型メニューの表現

→ ルートから末端まで統一操作

✅ DOM操作・シーングラフ・パーティクル構造

→ 構造と描画の分離を再帰で美しく表現

✅ ワークフローや処理フローの構造設計

→ タスク と サブタスク集合 を同一視できる構成

5. よくある誤用と対策

❌ CompositeにLeafの操作を持たせてしまう

→ ✅ 共通インターフェースは最小限にし、不要な操作を排除

❌ 子ノードの操作を外から乱用する（カプセル化の破壊）

→ ✅ add()/remove()はCompositeの責務、Leafでは持たせない

❌ 構造の再帰処理が深くなりすぎてパフォーマンス劣化

→ ✅ 最大深度・遅延描画・メモ化等の最適化を検討

結語

Compositeパターンとは、“構造の深さを抽象の一貫性で隠し、操作を平坦にする設計”である。

個と集合を同じように扱うことで、再帰構造の一貫性と汎用性を獲得
入れ子構造やツリー構造の操作を、再帰と抽象で美しく設計
Pythonでは柔軟なインターフェース設計と再帰構文で、極めて直感的に実装可能

Pythonicとは、“階層に意味を持たせながら、それを意識させないように操作すること”。
Compositeパターンはその均質性と抽象力を、再帰の奥に潜ませる技法である。