组合模式（Composite Pattern）是一种结构型设计模式，它通过将对象组合成树形结构来表示“部分-整体”的层次结构，从而使客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
适用场景
- 需要表示对象的层次结构：如文件系统、组织结构图等。
- 客户端需要统一对待单个对象和组合对象：避免客户端分辨“这是一个简单对象”还是“这是一个复杂组合”。
主要角色
-
抽象组件（Component）
定义统一的接口或抽象类，为所有单个对象和组合对象提供公共操作。例如，定义通用操作方法，如add、remove和getChild。 -
叶子节点（Leaf）
表示树的叶子节点，无法继续包含子对象。实现抽象组件的操作。 -
组合对象（Composite）
表示可能包含子节点的复杂对象。它实现抽象组件，并持有子组件的集合。 -
客户端（Client）
通过抽象组件与对象交互，无需关心它是叶子节点还是组合对象。
示例代码
public abstract class Component {public void add(Component component) {throw new UnsupportedOperationException("不支持操作");}public void remove(Component component) {throw new UnsupportedOperationException("不支持操作");}public Component getChild(int i) {throw new UnsupportedOperationException("不支持操作");}public abstract void operation(); // 抽象方法
}
//叶子节点
public class Leaf extends Component {private String name;public Leaf(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void operation() {System.out.println("执行叶子节点操作：" + name);}
}
//组合对象
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class Composite extends Component {private List<Component> children = new ArrayList<>();@Overridepublic void add(Component component) {children.add(component);}@Overridepublic void remove(Component component) {children.remove(component);}@Overridepublic Component getChild(int i) {return children.get(i);}@Overridepublic void operation() {System.out.println("执行组合对象操作");for (Component child : children) {child.operation(); // 递归调用子对象的操作}}
}public class Client {public static void main(String[] args) {// 创建叶子节点Component leaf1 = new Leaf("Leaf1");Component leaf2 = new Leaf("Leaf2");// 创建组合对象Composite composite = new Composite();composite.add(leaf1);composite.add(leaf2);// 创建更大的组合Composite root = new Composite();root.add(composite);root.add(new Leaf("Leaf3"));// 执行操作root.operation();}
}
优缺点
- 优点
高扩展性：添加新的组件（叶子或组合）时无需修改现有代码。
一致性：客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象。 - 缺点
可能影响性能：对于包含大量子对象的组合对象，操作时会递归调用。
过于通用：可能导致组件类的接口过于庞大。
这种模式在树形结构的处理中非常实用，尤其是对于递归操作和统一接口的需求场景，比如操作系统的文件系统、UI 组件树等。