结构型：组合模式

目录

1、核心思想

2、实现方式

2.1 模式结构

2.2 实现案例

3、优缺点分析

4、适用场景

1、核心思想

目的：将总是在重复、迭代地显示的某种自相似性的结构（部分与整体结构特征相似），例如树形结构，以统一的方式处理单个对象和对象组合，最终达到对象复杂的层次结构与客户端解耦的目的。

解决思路：用组合模式来表达“部分/整体”的层次结构，提取并抽象其相同的部分，特殊化其不同的部分，以提高系统的可复用性与可扩展性，最终达到以不变应万变的目的。

举例：

1> 蕨类植物的叶子，不管从哪个层级观察这片叶子，我们都会得到一个固定的结构，这意味着组成植物叶子的部分或整体都有着相同的生长方式。

2> 二叉树，此结构始于其开端的“根”节点，往下分出来两个“枝”节点（左右2个节点）​，接着每个枝节点又可以继续“分枝”​，直至其末端的“叶”节点为止。

2、实现方式

2.1 模式结构

三个核心结构：

• Component（组件接口）​：所有复合节点与叶节点的高层抽象，定义出需要对组件操作的接口标准（声明管理子组件的方法（如透明模式）或仅定义公共行为（如安全模式））。
• Composite（复合组件）​：包含多个子组件对象（List<Node>，可以是复合组件或叶端组件）的复合型组件，负责管理子组件（添加、删除、遍历），并委托操作到所有子节点。
• Leaf（叶端组件）​：不包含子组件的终端组件，同样实现组件接口中定义的操作方法。通常不实现子组件管理方法（如add），若数据接口标准，可抛出异常。

2.2 实现案例

文件系统：文件系统由文件和文件夹构成，文件夹可包含文件或其他文件夹（tree）；可以层级打印文件结构（tree）。

// 组件接口
public abstract class Node {
    protect String name;//节点命名

    public Node(String name) {//构造方法需传入节点名
        this.name = name;
    }

    //增加后续子节点方法
    public abstract void add(Node child);

    public void tree(int space) {
        for(int i=0; i < space; i++) {
            System.out.print(" ");//先循环输入space个空格
        }
        System.out.println(name);//接着再输出自己的名字
    }

    //无参重载方法，默认从第0列开始展示
    public void tree() {
        this.tree(0);
    }
}

// 组合：文件夹
class Folder implements Node{
    // 文件夹可以包含子节点（子文件夹或文件）
    private List<Node> children = new ArrayList<>();

    public Folder(String name) { 
        super(name);// 调用父类“节点”的构造方法命名
    }

    public void add(Node child) {
        children.add(child);//可以添加子节点
    }

    @Override
    public void tree() {
        super.tree(space); //调用父类通用的tree方法列出自己的名字
        space++; //在循环的子节点前，空格数要加1
        for (Node child: children) {
            child.tree(); // 调用子节点的tree方法
        }
    }
}

// 叶子：文件
class File implements Node{
    public File(String name)  { 
        super(name);
    }
    public void add(Node child) {
        System.out.println("不能添加子节点");
    }

    @Override
    public void tree() {
        super.tree(space);
    }
}

// 客户端调用
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Folder root = new Folder("D盘");

        root.add(new File("简历.pdf"));

        Folder subFolder = new Folder("图片");
        subFolder.add(new File("1.jpg"));
        subFolder.add(new File("2.png"));
        root.add(subFolder);

        root.tree();
    }
}

3、优缺点分析

优点：

• 统一处理：客户端无需区分叶子节点和组合节点。

• 扩展性强：新增组件类型无需修改现有代码，符合开闭原则。

• 树形结构支持：天然适合递归和层次化数据管理。

缺点：

• 接口设计挑战：

  • 透明模式：叶子需实现不相关方法（如add），可能抛出异常。

  • 安全模式：客户端需类型检查，失去透明性。

• 性能开销：递归遍历可能影响性能（深层次结构）。

4、适用场景

• 树形结构表示：文件系统、菜单/子菜单、组织架构。

• 递归操作需求：统计目录大小、渲染UI组件树。

• 统一处理逻辑：对单个对象和组合对象执行相同操作（如复制、删除）。