设计模式——组合模式（Composite）

news/2024/9/23 9:37:00/

组合模式（Composite Pattern） 是一种结构型设计模式，它将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

特点

表示整体与部分：组合模式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。这使得用户可以一致地对待单个对象和组合对象。
递归结构：组合模式采用递归的方式来定义对象的结构，使得每个对象都可以具有子对象，而子对象本身又可以是一个组合对象。
客户端透明性：客户端代码与单个对象和组合对象进行交互时，无需区分它们之间的差别。客户端代码可以统一地调用组合结构中的所有对象。

角色

Component（抽象构件）：定义了所有对象（包括叶子对象和容器对象）的公共接口，以及用于访问及管理子对象的接口。
Leaf（叶子构件）：实现了Component接口，是组合中的叶子节点对象，叶子节点没有子节点。
Composite（容器构件）：实现了Component接口，是容纳叶子节点和容器节点的容器对象，可以递归地包含其他容器对象和叶子对象。

适用场景

当你想表示对象的部分-整体的层次结构时。
当你希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象时。
当你需要遍历组合结构中的对象，而无需关心对象的具体类型时（即用户无需关心到底是处理一个叶子节点还是处理一个容器节点）。

示例

以下是一个简单的组合模式示例，展示了文件夹和文件的层次结构：

// 抽象构件
interface Component {void operation();void add(Component component);void remove(Component component);Component getChild(int index);
}// 叶子构件
class Leaf implements Component {private String name;public Leaf(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void operation() {System.out.println("File " + name + " is operated.");}// 叶子节点没有子节点，所以以下方法为空实现@Overridepublic void add(Component component) {throw new UnsupportedOperationException("Cannot add to a leaf");}@Overridepublic void remove(Component component) {throw new UnsupportedOperationException("Cannot remove from a leaf");}@Overridepublic Component getChild(int index) {throw new UnsupportedOperationException("Cannot get child from a leaf");}
}// 容器构件
class Composite implements Component {private List<Component> children = new ArrayList<>();@Overridepublic void operation() {for (Component child : children) {child.operation();}}@Overridepublic void add(Component component) {children.add(component);}@Overridepublic void remove(Component component) {children.remove(component);}@Overridepublic Component getChild(int index) {return children.get(index);}
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {Component root = new Composite();Component folder1 = new Composite();Component folder2 = new Composite();Component file1 = new Leaf("file1.txt");Component file2 = new Leaf("file2.txt");folder1.add(file1);folder2.add(file2);root.add(folder1);root.add(folder2);root.operation(); // 操作文件夹及其下的文件}
}