组合模式

组合模式是一种结构型设计模式，它允许以相同的方式处理单个对象和对象的组合。通过将对象构建成树形结构，可以递归地处理整个结构，从而简化了客户端对对象的操作。

组合模式在处理树状结构数据、文件系统、菜单、图形等场景中有很好的应用，能够有效地管理和操作复杂的对象组合。

什么是组合模式

组合模式（Composite Pattern）是一种设计模式，它允许你将对象组合成树形结构来表现“部分-整体”的层次关系。组合能让客户端以统一的方式处理单独的对象以及对象组合。

组合模式的结构

组合模式包含以下几个角色：

• Component（抽象构件）：是组合中对象声明接口，可以包含所有子类的方法。
• Leaf（叶子构件）：是组合中最基本的对象，它不包含其他子类。
• Composite（容器构件）：是包含叶子对象或其他容器构件的对象。

组合模式结构示意图如下：

组合模式的应用场景

组合模式通常适用于以下场景：

• 想要表现对象的层次结构。
• 希望客户端能够忽略组合对象与单个对象之间的差异，以统一的方式处理它们。
• 需要在不同级别上对对象进行操作。

组合模式的实现方式

下面我们通过一个文件系统的例子来演示如何使用组合模式。

首先，我们定义一个抽象构件 Component，它包含了添加、删除、遍历文件的方法：

“`
public abstract class Component {
protected String name;

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

public abstract void add(Component component);

public abstract void remove(Component component);

public abstract void display(int level);
}
“`

然后，我们定义一个叶子构件 Leaf，用来表示文件：

“`
public class Leaf extends Component {
public Leaf(String name) {
super(name);
}

@Override
public void add(Component component) {
System.out.println(“不能添加子节点”);
}

@Override
public void remove(Component component) {
System.out.println(“不能删除子节点”);
}

@Override
public void display(int level) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for(int i=0; i最后，我们定义一个容器构件 Composite，用来表示文件夹：

“`
public class Composite extends Component {
private List children = new ArrayList<>();

public Composite(String name) {
super(name);
}

@Override
public void add(Component component) {
children.add(component);
}

@Override
public void remove(Component component) {
children.remove(component);
}

@Override
public void display(int level) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for(int i=0; i我们可以使用如下方式创建一个文件系统的层次结构：

“`
Component root = new Composite(“root”);
root.add(new Leaf(“文件1”));
root.add(new Leaf(“文件2”));

Component folder1 = new Composite(“文件夹1”);
folder1.add(new Leaf(“文件3”));
folder1.add(new Leaf(“文件4”));

Component folder2 = new Composite(“文件夹2”);
folder2.add(new Leaf(“文件5”));
folder2.add(new Leaf(“文件6”));

root.add(folder1);
root.add(folder2);

root.display(0);
“`

最后，我们可以使用 display 方法遍历文件系统，输出如下结果：

“`
root
–文件1
–文件2
–文件夹1
—-文件3
—-文件4
–文件夹2
—-文件5
—-文件6
“`

总结

组合模式是一种非常有用的设计模式，它可以帮助我们表现对象的层次结构，同时让客户端能够以统一的方式处理单独的对象以及对象组合。在实现时，我们需要定义抽象构件 Component、叶子构件 Leaf 和容器构件 Composite。通过这三种构件的组合，我们可以构建一个复杂的对象树形结构。