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设计模式 8：组合模式

定义与目的

• 定义：组合模式又称为部分-整体模式，它允许你将对象组合成树形结构来表示“部分-整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
• 目的：该模式的主要目的是将多个对象组织成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，并且能够一致地处理单个对象和组合对象。

实现示例

假设我们需要构建一个文件系统，其中包含文件夹和文件。我们可以使用组合模式来实现这个需求。

// 抽象组件 - 文件系统节点
abstract class FileSystemNode {protected String name;public FileSystemNode(String name) {this.name = name;}public abstract void add(FileSystemNode node);public abstract void remove(FileSystemNode node);public abstract void display(int depth);
}// 叶子组件 - 文件
class File extends FileSystemNode {public File(String name) {super(name);}@Overridepublic void add(FileSystemNode node) {throw new UnsupportedOperationException("Cannot add to a file.");}@Overridepublic void remove(FileSystemNode node) {throw new UnsupportedOperationException("Cannot remove from a file.");}@Overridepublic void display(int depth) {printDepth(depth);System.out.println("File: " + name);}private void printDepth(int depth) {for (int i = 0; i < depth; i++) {System.out.print("  ");}}
}// 复合组件 - 文件夹
class Directory extends FileSystemNode {private List<FileSystemNode> children = new ArrayList<>();public Directory(String name) {super(name);}@Overridepublic void add(FileSystemNode node) {children.add(node);}@Overridepublic void remove(FileSystemNode node) {children.remove(node);}@Overridepublic void display(int depth) {printDepth(depth);System.out.println("Directory: " + name);for (FileSystemNode child : children) {child.display(depth + 1);}}private void printDepth(int depth) {for (int i = 0; i < depth; i++) {System.out.print("  ");}}
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {Directory root = new Directory("root");Directory documents = new Directory("documents");Directory pictures = new Directory("pictures");File report = new File("report.txt");File photo = new File("photo.jpg");documents.add(report);pictures.add(photo);root.add(documents);root.add(pictures);root.display(0);}
}

使用场景

• 当你需要表示对象的分层结构时。
• 当你想保持一致的接口，无论是处理单个对象还是处理对象组时。
• 当你需要动态地在组合中添加和移除对象时。

组合模式通过将对象组织成树形结构，使得你可以使用相同的接口来操作单个对象或对象的组合。这对于需要管理复杂的层次结构的对象非常有用。

小结

组合模式是一种常用的结构型模式，它可以帮助你构建复杂的树形结构，并且让你能够以一致的方式处理单个对象和对象的集合。这对于需要表示具有层级关系的对象是非常有用的。