23种设计模式-结构型模式之组合模式（Java版本）

Java 组合模式（Composite Pattern）详解

什么是组合模式？

组合模式用于将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使客户端可以统一对待单个对象和组合对象。

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使用场景

• 希望客户端忽略对象组合和单个对象的差别
• 表示树形结构，如图形、文件系统、组织架构等

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️ 模式结构

• Component（抽象构件）：定义所有对象的共同接口
• Leaf（叶子节点）：树的末端节点，无子节点
• Composite（容器构件）：有子节点，实现子节点管理逻辑

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✅ 示例：文件系统结构

抽象组件（Component）

public abstract class FileComponent {
    protected String name;
    public FileComponent(String name) { this.name = name; }
    public abstract void display(String indent);
}

叶子节点（Leaf）

public class FileLeaf extends FileComponent {
    public FileLeaf(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void display(String indent) {
        System.out.println(indent + " " + name);
    }
}

组合节点（Composite）

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class FolderComposite extends FileComponent {
    private List children = new ArrayList<>();

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

    public void add(FileComponent component) {
        children.add(component);
    }

    public void remove(FileComponent component) {
        children.remove(component);
    }

    @Override
    public void display(String indent) {
        System.out.println(indent + " " + name);
        for (FileComponent component : children) {
            component.display(indent + "    ");
        }
    }
}

客户端调用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        FolderComposite root = new FolderComposite("Root");
        FolderComposite docs = new FolderComposite("Documents");
        FolderComposite pics = new FolderComposite("Pictures");

        FileLeaf file1 = new FileLeaf("Resume.pdf");
        FileLeaf file2 = new FileLeaf("CoverLetter.docx");
        FileLeaf img1 = new FileLeaf("Photo.jpg");

        docs.add(file1);
        docs.add(file2);
        pics.add(img1);

        root.add(docs);
        root.add(pics);

        root.display("");
    }
}

优点

• 清晰地定义树形结构

• 客户端可以一致性地处理单个对象和组合对象

• 增加新类型节点方便

⚠️ 缺点

• 抽象层与组合层差异被忽略，可能降低类型安全

• 违反开闭原则：添加新功能可能需要修改组件接口

✅ 使用建议

当你需要表示一个树形结构，并希望客户端可以**透明地处理所有节点（不关心是组合还是叶子）**时，组合模式就是你的首选。