组合模式：树状结构与整体-部分关系

欢迎来到设计模式系列的第九篇文章！在之前的文章中，我们已经学习了许多重要的设计模式，今天我们将继续探讨另一个有趣且实用的设计模式——组合模式。

组合模式简介

组合模式是一种结构型设计模式，它将对象组合成树状结构以表示“整体-部分”关系。组合模式使得客户端可以以一致的方式处理单个对象和对象组合，从而使得系统更加灵活。

为什么需要组合模式？

在现实世界中，许多对象都具有树状结构的关系，如公司的组织架构、文件系统的目录结构等。使用组合模式，我们可以将这种树状结构的关系以一种统一的方式进行处理。

组合模式的实现

为了更好地理解组合模式，让我们通过一个例子来演示其实际应用。假设我们正在开发一个图形绘制应用，应用可以绘制不同类型的图形，包括基本图形和组合图形。我们可以使用组合模式来构建图形的树状结构。

首先，我们定义一个通用的抽象类 Shape，表示图形：

public abstract class Shape {
    public abstract void draw();
}

然后，我们创建具体的基本图形类，如 Circle 和 Rectangle：

public class Circle extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制圆形");
    }
}

public class Rectangle extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制矩形");
    }
}

接下来，我们定义一个抽象类 CompositeShape，表示组合图形：

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

public abstract class CompositeShape extends Shape {
    private List<Shape> shapes = new ArrayList<>();

    public void addShape(Shape shape) {
        shapes.add(shape);
    }

    @Override
    public void draw() {
        for (Shape shape : shapes) {
            shape.draw();
        }
    }
}

然后，我们创建具体的组合图形类，如 Group：

public class Group extends CompositeShape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制组合图形");
        super.draw();
    }
}

在客户端代码中，我们可以使用组合模式来构建图形的树状结构：

public class DrawingClient {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circle = new Circle();
        Shape rectangle = new Rectangle();

        Group group = new Group();
        group.addShape(circle);
        group.addShape(rectangle);

        group.draw();
    }
}

看过上一篇文章"桥接模式"的老铁，可能会发现，组合模式和桥接模式的实现方式，都使用了面向对象思想中的组合，而且在面向对象思想中，我们也提倡：组合优于继承。通过这两种设计模式的学习，想必你对组合会有更加深刻的理解。

总结

组合模式是一种非常实用的设计模式，它可以帮助我们构建树状结构的对象，并以一种统一的方式处理单个对象和对象组合。通过一个图形绘制应用的例子，我们学习了如何使用组合模式来实现整体-部分关系。