構造②：Composite / Decorator

導入

Compositeは「個と全体を同じように扱う」——フォルダとファイルを再帰的に同一視するようなツリー構造に。Decoratorは「既存オブジェクトを包んで機能を継ぎ足す」——継承せずに振る舞いを積み重ねます。

図解

flowchart TB
    subgraph Decorator
        BASE["Coffee 300円"] --> M["+Milk 50円"] --> S["+Sugar 20円 = 370円"]
    end

サンプル

Compositeは「同じ形の入れ子」、Decoratorは「同じ形の包み」。どちらも共通インターフェースのファイルを起点に読むとわかりやすくなります。

1. 木のノードの共通の形（INode.cs）。ファイルもフォルダも「サイズが言える」だけの存在にします。

public interface INode
{
    int Size();
}

2. 葉（FileNode.cs）と 3. 枝（Folder.cs）。枝は子を再帰的に集計します。

public class FileNode : INode
{
    private readonly int _size;
    public FileNode(string name, int size) => _size = size;
    public int Size() => _size;
}

// Composite: 子（ファイルでもフォルダでも）を同じ INode として再帰集計
public class Folder : INode
{
    private readonly INode[] _children;
    public Folder(string name, INode[] children) => _children = children;
    public int Size() => _children.Sum(c => c.Size());   // 子を再帰集計
}

4. 飲み物の共通の形（ICoffee.cs）と 5. 芯になる本体（PlainCoffee.cs）。

public interface ICoffee
{
    string Description();
    int Cost();
}

public class PlainCoffee : ICoffee
{
    public string Description() => "コーヒー";
    public int Cost() => 300;
}

6. 包む側（Milk.cs / Sugar.cs）。トッピング1つ＝ファイル1つ。新しいトッピングはファイルを足すだけで、既存のクラスは1行も変わりません。

// Decorator: 同じ ICoffee を内側に持ち、結果に自分の分を足す
public class Milk : ICoffee
{
    private readonly ICoffee _inner;
    public Milk(ICoffee inner) => _inner = inner;
    public string Description() => _inner.Description() + "+ミルク";
    public int Cost() => _inner.Cost() + 50;
}

public class Sugar : ICoffee
{
    private readonly ICoffee _inner;
    public Sugar(ICoffee inner) => _inner = inner;
    public string Description() => _inner.Description() + "+砂糖";
    public int Cost() => _inner.Cost() + 20;
}

7. 組み立てて使う側（Program.cs）。包む順番を変えても動くことを確かめてみてください。

INode tree = new Folder("root", new INode[]
{
    new FileNode("a.txt", 100),
    new Folder("sub", new INode[] { new FileNode("b.txt", 200) }),
});
Console.WriteLine(tree.Size());   // 300

ICoffee coffee = new Sugar(new Milk(new PlainCoffee()));
Console.WriteLine($"{coffee.Description()}: {coffee.Cost()}円");   // コーヒー+ミルク+砂糖: 370円

• Composite: 個（ファイル）と全体（フォルダ）を同じインターフェースで扱い、再帰処理する
• Decorator: 対象を包む同じインターフェースのクラスで、機能を積み重ねる
• どちらも「同じインターフェースで包む/まとめる」のが鍵
• 追加は新しいファイルを1つ足すだけ。既存ファイルを触らずに機能が増える

演習

IMessage m = new Encrypted(new Plain("hello"));
Console.WriteLine(m.Content());   // [暗号化]hello

// TODO: Plain を包んで内容の先頭に "[暗号化]" を付ける Decorator の Encrypted を定義してください
interface IMessage { string Content(); }
class Plain : IMessage
{
    private readonly string _text;
    public Plain(string text) => _text = text;
    public string Content() => _text;
}
___

• 期待される出力: [暗号化]hello

まとめ

• Compositeは個と全体を同一視してツリーを扱う
• Decoratorは包んで機能を継ぎ足す（継承の代替）
• 共通インターフェースが両者の要

次回: 窓口・共有・代理のFacade/Flyweight/Proxyです。