23种设计模式-组合(Composite)设计模式

🚩什么是组合设计模式？

组合设计模式（Composite Pattern） 是一种 结构型设计模式，它允许你将对象组合成 树形结构 以表示 部分-整体 的层次结构。组合模式使得客户端可以 统一处理单个对象和组合对象，无需关心它们的具体类型。

使用场景

• 当需要表示 部分-整体 的层次结构时，例如 文件系统、菜单、组织结构 等。

• 当希望客户端能够 统一处理单个对象和组合对象 时。

• 当需要 递归地处理树形结构 时。

🚩组合设计模式的特点

• 统一性：组合模式使得客户端可以统一处理单个对象和组合对象。

• 递归性：组合模式支持递归地处理树形结构。

• 灵活性：可以动态地添加或删除组合对象中的子对象。

• 透明性：客户端无需知道处理的是单个对象还是组合对象。

🚩组合设计模式的结构

组合模式主要包含以下部分：

• Component（抽象组件）：定义所有组件的通用接口，包括 叶子节点 和 容器节点。

• Leaf（叶子节点）：表示树形结构中的叶子节点，没有子节点，类似于文件。

• Composite（容器节点）：表示树形结构中的容器节点，可以包含子节点，类似于文件夹。

• Client（客户端）：通过 Component 接口操作组合对象。

图例：

🚩组合设计模式的优缺点

✅ 优点

• 统一性：客户端可以统一处理单个对象和组合对象。

• 灵活性：可以动态地添加或删除组合对象中的子对象。

• 递归性：支持递归地处理树形结构。

• 透明性：客户端无需知道处理的是单个对象还是组合对象。

❌ 缺点

• 设计复杂性：组合模式的设计可能较为复杂，尤其是处理递归结构时。

• 性能问题：在处理深层嵌套的树形结构时，可能会影响性能。

🚩组合设计模式的Java实现

代码地址：GitHub

• 创建 抽象组件 AbstractFile，定义所有组件的通用接口。

/*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName AbstractFile* @Description 抽象组件,定义所有组件的通用接口* @date 2025/3/24 14:49**/
public abstract class AbstractFile {protected String name;public void printName() {System.out.println(name);}public abstract boolean Add(AbstractFile file);public abstract boolean Remove(AbstractFile file);public abstract List<AbstractFile> getChildren();
}

• 创建 叶子节点 File，表示树形结构中的叶子节点，类比文件系统中的文件。

/*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName File* @Description 创建 叶子节点 File，表示树形结构中的叶子节点* @date 2025/3/24 14:50**/
public class File extends AbstractFile {public File(String name) {this.name = name;}@Overridepublic boolean Add(AbstractFile file) {return false;}@Overridepublic boolean Remove(AbstractFile file) {return false;}@Overridepublic List<AbstractFile> getChildren() {return null;}
}

• 创建 容器节点 Folder，表示树形结构中的容器节点，类比文件系统中的文件夹。

/*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName Folder* @Description 创建 容器节点 Folder，表示树形结构中的容器节点* @date 2025/3/24 14:51**/
public class Folder extends AbstractFile {private List<AbstractFile> childrenList = new ArrayList<AbstractFile>();public Folder(String name) {this.name = name;}@Overridepublic boolean Add(AbstractFile file) {return childrenList.add(file);}@Overridepublic boolean Remove(AbstractFile file) {return childrenList.remove(file);}@Overridepublic List<AbstractFile> getChildren() {return childrenList;}
}

• 测试组合模式

/*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName CompositePattern* @Description 测试组合模式* @date 2025/3/24 14:53**/
public class CompositePattern {public static void main(String[] args) {AbstractFile root = new Folder("root");AbstractFile folderA = new Folder("folderA");AbstractFile folderB = new Folder("folderB");AbstractFile  fileC = new File("fileC");AbstractFile  fileD = new File("fileD");AbstractFile  fileE = new File("fileE");root.Add(folderA);root.Add(folderB);root.Add(fileC);folderA.Add(fileD);folderA.Add(fileE);print(root);}public static void print(AbstractFile file) {file.printName();List<AbstractFile> childrenList = file.getChildren();if (childrenList == null) return;for (AbstractFile children : childrenList) {print(children);}}
}

📌 运行结果

🚩代码总结

• 抽象组件 AbstractFile 定义所有组件的通用接口。

• 叶子节点 File 表示树形结构中的叶子节点。

• 容器节点 Folder 表示树形结构中的容器节点。

• 客户端 通过递归方式遍历树形结构，并统一处理单个对象和组合对象。

🚩总结

• 组合设计模式（Composite Pattern） 允许你将对象组合成 树形结构 以表示 部分-整体 的层次结构。

• 适用于 文件系统、菜单、组织结构 等需要表示部分-整体层次结构的场景。

• Java 实现 需要 定义抽象组件、叶子节点 和 容器节点，并通过递归方式处理树形结构。

✅ 适用场景：

• 需要表示 部分-整体 的层次结构时。

• 希望客户端能够 统一处理单个对象和组合对象 时。

• 需要 递归地处理树形结构 时。