Golang学习笔记_34——组合模式

Golang学习笔记_31——原型模式
Golang学习笔记_32——适配器模式
Golang学习笔记_33——桥接模式

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一、核心概念

1. 定义

组合模式（Composite Pattern）是一种结构型设计模式，通过将对象组织成树形结构来表示“部分-整体”的层次关系，使客户端可以统一处理单个对象和组合对象。

2. 解决的问题

• 树形结构表示：需要处理具有层级关系的对象（如文件系统、组织架构）
• 统一操作接口：消除客户端对叶子节点和组合节点的差异感知
• 递归遍历需求：需要递归处理嵌套结构（如计算文件夹总大小）

3. 核心角色

1. Component（抽象组件）
   定义所有对象的通用接口，声明管理子组件的方法（如Add()、Remove()）和业务方法（如Display()）

2. Leaf（叶子节点）
   树形结构的末端节点，没有子节点，实现具体业务逻辑

3. Composite（组合节点）
   包含子节点的容器，实现组件接口并管理子组件集合

4. 类图

二、特点分析

优点

1. 统一接口
   客户端无需区分叶子节点和组合节点，简化调用逻辑

2. 灵活扩展
   新增组件类型无需修改现有代码，符合开闭原则

3. 层次清晰
   天然支持树形结构表示，便于处理递归操作

缺点

1. 设计复杂度高
   需要定义抽象接口并处理递归逻辑，增加实现难度

2. 类型限制困难
   难以约束容器节点只能包含特定类型子组件

三、适用场景

1. 文件系统

• 叶子节点：文件
• 组合节点：文件夹（可包含文件/子文件夹）
• 操作：递归计算总大小、展示目录结构

2. 图形界面

• 叶子节点：按钮、文本框
• 组合节点：面板、窗口
• 操作：统一渲染、事件处理

3. 组织架构

• 叶子节点：员工
• 组合节点：部门
• 操作：统计总人数、打印层级关系

四、代码示例（Go语言）

package compositedemoimport "fmt"// Component 接口
type Component interface {Display(indent string)
}// Leaf 叶子节点
type File struct {Name string
}func (l *File) Display(indent string) {println(indent + l.Name)
}// Directory 组合节点
type Directory struct {Name      stringComponent []Component
}func (c *Directory) Display(indent string) {println(indent + c.Name)for _, component := range c.Component {component.Display(indent + indent)}
}func (c *Directory) Add(component Component) {c.Component = append(c.Component, component)
}func (c *Directory) Remove(component Component) {for i, v := range c.Component {if v == component {c.Component = append(c.Component[:i], c.Component[i+1:]...)}}
}func test() {root := &Directory{Name: "root"}directory := &Directory{Name: "directory"}file1 := &File{Name: "file1"}file2 := &File{Name: "file2"}root.Add(directory)directory.Add(file1)directory.Add(file2)root.Display("--")fmt.Println("==========================================")directory.Display("**")
}

=== RUN   Test_test
--root
----directory
--------file1
--------file2
==========================================
**directory
****file1
****file2
--- PASS: Test_test (0.00s)
PASS

五、高级应用

1. 递归统计

// 在Component接口添加方法
type FileSystemComponent interface {Size() int
}// File实现
func (f *File) Size() int {return 1024 // 假设固定大小
}// Directory实现
func (d *Directory) Size() int {total := 0for _, child := range d.children {total += child.Size()}return total
}

2. 组合模式 + 访问者模式

通过访问者模式实现更复杂的树形结构操作（如格式转换、权限检查）

六、与其他模式对比

模式	核心目标	关键区别
装饰器	动态添加功能	通过嵌套包装扩展功能
适配器	接口转换	解决接口不兼容问题
迭代器	遍历集合元素	专注于遍历算法实现

七、总结

组合模式通过树形结构和统一接口，有效解决了以下问题：

1. 层次结构表示：天然适合文件系统、组织架构等场景
2. 递归操作简化：通过统一接口实现递归遍历
3. 扩展性提升：新增组件类型不影响现有结构

在Go语言中实现时需注意：

• 通过接口实现多态特性
• 使用切片管理子组件集合
• 谨慎处理叶子节点的无效方法（如Add()）