设计模式——组合模式（Composite）

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

1. 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。

2. 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。

3. 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

1. 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。

2. 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。

3. 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

1. 当你想表示对象的部分-整体的层次结构时。
2. 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。
3. 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;
    }

    @Override
    public 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
    @Override
    public void add(Component component) {
        throw new UnsupportedOperationException("Cannot add to a leaf");
    }

    @Override
    public void remove(Component component) {
        throw new UnsupportedOperationException("Cannot remove from a leaf");
    }

    @Override
    public 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<>();

    @Override
    public void operation() {
        for (Component child : children) {
            child.operation();
        }
    }

    @Override
    public void add(Component component) {
        children.add(component);
    }

    @Override
    public void remove(Component component) {
        children.remove(component);
    }

    @Override
    public 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
    }
}

在上面的示例中，我们定义了Component接口作为抽象构件，Leaf类作为叶子构件，Composite类作为容器构件。客户端代码创建了一个包含文件夹和文件的组合结构，并调用operation方法对整个结构进行操作。