组合模式（Composite Pattern）

概述

组合模式是一种对象结构型设计模式，它允许你将一组对象以树形结构组织起来，从而使这些对象可以被整体或个别地对待。这种模式通过定义包含基本对象和组合对象的类层次结构，提供了一种统一的方式来处理单个对象和对象组合，使得客户端代码可以一致地操作它们，而无需关心它们是单个对象还是组合。

目的

• 简化客户端代码：客户端无需区分操作的是单个对象还是对象组合，从而减少了代码的复杂性和错误的可能性。

• 易于扩展：可以轻松地在组合结构中添加新的组件或子组合，而不会影响到现有组件的结构和功能。

• 复用性高：通过定义统一的接口，使得组件和组合可以共享相同的算法和功能实现。

使用场景

1. 当你需要表示一个“部分-整体”的层次结构，并希望用户能够以一致的方式处理单个对象和组合对象时。

2. 在你的应用程序中，需要管理具有相似性质的对象集合，且这些集合可能嵌套时。

3. 需要能够动态地构建和表示对象的树形结构，并对这棵树进行遍历操作。

结构

组合模式的核心包括以下角色：

1. Component（组件）：定义了组合对象和叶子对象的共同接口。所有具体组件都实现了这个接口。

2. Leaf（叶子组件）：代表组合中的叶节点对象，没有子节点，实现了Component接口的具体功能。

3. Composite（复合组件）：代表组合中的分支节点对象，它可以包含子组件（叶子组件或其他复合组件）。它实现了Component接口，并定义了添加、删除子组件以及管理子组件的操作。

代码示例

// Component接口
interface Component {
    void operation();
}

// Leaf类（叶子组件）
class Leaf implements Component {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("Leaf operation");
    }
}

// Composite类（复合组件）
class Composite implements Component {
    private List<Component> children = new ArrayList<>();

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

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

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

// 客户端代码
public class Client {

    public static void main(String[ ] args) {

        Component leaf1 = new Leaf();
        Component leaf2 = new Leaf();
        Composite composite = new Composite();

        composite.add(leaf1);
        composite.add(leaf2);

        Component leaf3 = new Leaf();
        Composite composite2 = new Composite();
        composite2.add(leaf3);

        composite.add(composite2);

        // 客户端可以一致地调用operation方法，无论是单个对象还是组合对象
        composite.operation();
    }
}

组合模式通过提供一种统一的接口来处理简单对象和组合对象，提高了软件系统的灵活性和可扩展性。它适用于需要处理具有层次结构的数据或功能的情景，让开发人员能够以递归方式处理整个组合结构，而无需显式区分单个对象和组合。正确应用此模式，可以显著减少代码的复杂度，提高代码的可读性和可维护性。