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设计模式笔记_结构型_组合模式

news 2025/8/12 8:20:03

1. 组合模式介绍

组合模式（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来表示“整体/部分”层次结构。组合模式使得用户可以对单个对象和组合对象进行一致的处理。

类比：想象一下文件系统中的目录和文件。一个目录可以包含多个文件，也可以包含其他目录。无论是文件还是目录，你都可以执行诸如打开、关闭等操作。组合模式就是这样一种设计，它使得你可以用统一的方式处理文件和目录。

优点：

简化客户端代码：客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象，无需关心它们的具体类型。
易于扩展：可以轻松地增加新的组件类型，只需确保它们符合组合接口。
结构灵活：可以方便地创建复杂的递归结构，比如树形结构。

2. 代码演示

使用组合模式来模拟文件系统中的目录和文件。通过组合模式，我们可以将文件和目录统一处理，因为目录可以包含文件和其他子目录。

组件接口：

// 组件接口
public interface FileSystemComponent {//定义通用的showDetails()方法，用于展示组件的详细信息。void showDetails();
}

叶子节点 - 文件:

// File类实现了FileSystemComponent接口，代表文件
public class File implements FileSystemComponent {private String name;public File(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void showDetails() {System.out.println("File: " + name);}
}

组合节点 - 目录:

// Directory类也实现了FileSystemComponent接口，代表目录。
// 目录可以包含多个FileSystemComponent，即可以包含文件和其他子目录。
public class Directory implements FileSystemComponent {private List<FileSystemComponent> components = new ArrayList<>();private String name;public Directory(String name) {this.name = name;}public void addComponent(FileSystemComponent component) {components.add(component);}public void removeComponent(FileSystemComponent component) {components.remove(component);}@Overridepublic void showDetails() {System.out.println("Directory: " + name);//多层目录结构，可递归处理for (FileSystemComponent component : components) {component.showDetails();}}
}

使用组合模式的客户端代码: 以相同的方式处理单个对象(File)和组合对象(Directory)，无需关心它们的具体类型：

// 使用组合模式的客户端代码
public class FileSystemDemo {public static void main(String[] args) {// 创建文件File file1 = new File("file1.txt");File file2 = new File("file2.txt");// 创建目录1并添加文件Directory dir1 = new Directory("dir1");dir1.addComponent(file1);Directory dir2 = new Directory("dir2");dir2.addComponent(file2);dir2.addComponent(dir1); // 将dir1作为子目录添加到dir2// 显示目录结构: 文件和目录可以以统一的方式进行处理dir2.showDetails();}
}

对应的类图如下：