设计模式——组合模式

组合模式（Composite Pattern）是一种结构型设计模式，它的主要目标是将对象组织到树形结构中，并且能够以统一的方式处理单个对象和组合对象。这种模式使得客户端可以一致地对待单个对象以及对象的集合。

原理

• 抽象组件（Component）: 定义所有组件共有的接口，包括叶子节点（Leaf）和容器节点（Composite）都继承自这个接口。
• 叶子组件（Leaf）: 是组合中的基本元素，它没有子组件，实现了抽象组件定义的操作。
• 容器组件（Composite）: 包含多个子组件，每个子组件都是一个抽象组件的实例；容器组件提供管理其子组件的方法，并实现与抽象组件相同的接口，以便客户端能一致地访问叶节点和容器节点。

Java代码示例

// 抽象组件
public abstract class Component {
    public abstract void add(Component component);
    public abstract void remove(Component component);
    public abstract void operation();
}

// 叶子组件（例如：文本文件）
public class Leaf extends Component {
    @Override
    public void add(Component component) {
        throw new UnsupportedOperationException("Leaf doesn't support adding components");
    }

    @Override
    public void remove(Component component) {
        throw new UnsupportedOperationException("Leaf doesn't support removing components");
    }

    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("Executing operation on a leaf component.");
    }
}

// 容器组件（例如：目录）
public class Composite extends Component {
    private List<Component> children = new ArrayList<>();

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

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

    @Override
    public void operation() {
        for (Component child : children) {
            child.operation();
        }
        System.out.println("Executing operation on a composite component and its children.");
    }
}

// 使用示例
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建叶子节点
        Component leaf1 = new Leaf();
        Component leaf2 = new Leaf();

        // 创建容器节点并添加叶子节点
        Composite composite = new Composite();
        composite.add(leaf1);
        composite.add(leaf2);

        // 对单个叶子和组合执行操作
        leaf1.operation();
        composite.operation();
    }
}

想象一下你正在管理一家公司，这家公司由员工组成，有些员工直接向你报告（叶子节点），有些员工是团队领导，他们手下还有其他员工（容器节点）。组合模式允许你对每位员工或整个团队下达命令时使用相同的方式，无论是单独与某位员工交谈，还是召开团队会议进行沟通。

应用场景

• 文件系统中的目录和文件结构：目录可以包含文件和其他目录，而文件则没有子项。
• 组合图形对象，如图形编辑器中的图形及其组合（组）。
• HTML文档结构，其中元素可以嵌套其他元素形成层级结构。

适用性

• 需要表示部分-整体层次结构的问题域。
• 客户端需要一致地处理单个对象和对象集合的情况。
• 想要简化在复杂对象树中进行操作的代码时。