(十 一)趣学设计模式 之 组合模式！

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🌟了解外观模式请看： (十)趣学设计模式 之 外观模式！

这篇文章带你详细认识一下设计模式中的外观模式

一、 啥是组合模式？

想象一下，你正在整理你的电脑文件 📁。 你有文件，也有文件夹。 文件夹里可以包含文件，也可以包含其他文件夹。 你可以对文件和文件夹进行统一的操作，比如复制、删除、移动等等 ✂️。

组合模式，就是将对象组合成树形结构以表示“整体-部分”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 🌳。

简单来说，就是把一组相似的对象组织成树状结构，方便统一管理和操作！ 🌲

• 你想表示“整体-部分”的层次结构： 就像文件夹包含文件和文件夹 📁！
• 你想让客户端可以统一地处理单个对象和组合对象： 就像你可以对文件和文件夹进行统一的复制、删除操作 ✂️！
• 你想忽略单个对象和组合对象之间的差异： 就像你不想区分文件和文件夹，都把它们当作“文件系统对象”来处理 📁📄！

二、 为什么要用组合模式？

用组合模式，好处多多 👍：

• 表示层次结构： 可以清晰地表示“整体-部分”的层次结构 🌳！
• 统一操作： 可以统一地操作单个对象和组合对象 ✂️！
• 简化客户端代码： 客户端不需要区分单个对象和组合对象，代码更简洁 🧹！
• 扩展性好： 可以方便地添加新的叶子节点和组合节点 ➕！

三、 组合模式的实现方式

组合模式主要包含以下几个角色：

• Component（组件）： 定义组合中叶子节点和组合节点的通用接口。 📁📄 (比如：文件系统对象)
• Leaf（叶子节点）： 表示组合中的叶子节点，没有子节点。 📄 (比如：文件)
• Composite（组合节点）： 表示组合中的组合节点，可以包含叶子节点和其他组合节点。 📁 (比如：文件夹)

代码示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

// 组件：文件系统对象
public abstract class FileSystemObject {
    protected String name; // 名称
    protected int level = 0; // 层次级别

    public FileSystemObject(String name) {
        this.name = name;
    }

    public abstract void display(); // 显示

    // 设置层次级别
    public void setLevel(int level) {
        this.level = level;
    }

    // 获取缩进字符串
    protected String getIndentString() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < level; i++) {
            sb.append("  "); // 两个空格缩进
        }
        return sb.toString();
    }
}

// 叶子节点：文件
public class File extends FileSystemObject {
    public File(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println(getIndentString() + "文件：" + name);
    }
}

// 组合节点：文件夹
public class Directory extends FileSystemObject {
    private List<FileSystemObject> children = new ArrayList<>(); // 子节点

    public Directory(String name) {
        super(name);
    }

    public void add(FileSystemObject fileSystemObject) {
        children.add(fileSystemObject);
    }

    public void remove(FileSystemObject fileSystemObject) {
        children.remove(fileSystemObject);
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println(getIndentString() + "文件夹：" + name);
        for (FileSystemObject child : children) {
            child.setLevel(this.level + 1); // 设置子节点的层次级别
            child.display();
        }
    }
}

// 客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Directory root = new Directory("根目录"); // 创建根目录
        Directory dir1 = new Directory("目录1"); // 创建目录1
        File file1 = new File("文件1.txt"); // 创建文件1
        File file2 = new File("文件2.txt"); // 创建文件2

        root.add(dir1); // 将目录1添加到根目录
        root.add(file1); // 将文件1添加到根目录
        dir1.add(file2); // 将文件2添加到目录1

        root.display(); // 显示根目录
    }
}

分析：

• FileSystemObject 是组件，定义了文件系统对象的通用接口。
• File 是叶子节点，表示文件。
• Directory 是组合节点，表示文件夹，可以包含文件和文件夹。

输出结果：

文件夹：根目录
  文件夹：目录1
    文件：文件2.txt
  文件：文件1.txt

四、 组合模式的优缺点

优点：

• 表示层次结构 🌳！
• 统一操作 ✂️！
• 简化客户端代码 🧹！
• 扩展性好 ➕！

缺点：

• 设计较复杂，客户端需要花更多时间理清类之间的层次关系 😫！
• 不容易限制组合中的组件类型，可能会导致运行时错误 💥！

五、 组合模式的应用场景

• 你想表示“整体-部分”的层次结构： 就像文件系统 📁！
• 你想让客户端可以统一地处理单个对象和组合对象： 就像你可以对文件和文件夹进行统一的复制、删除操作 ✂️！
• GUI组件： GUI组件通常是树形结构，比如窗口包含按钮、文本框等组件。
• 组织结构： 公司组织结构可以表示为树形结构，部门包含员工和子部门。

六、 总结

• 组合模式就像把一组相似的对象组织成树状结构，方便统一管理和操作！ 🌲
• 主要包含组件、叶子节点和组合节点三个角色！ 🎭
• 优点是表示层次结构、统一操作、简化客户端代码、扩展性好！ 👍
• 缺点是设计较复杂、不容易限制组合中的组件类型！ 👎
• 适用于需要表示“整体-部分”的层次结构，或者需要统一地处理单个对象和组合对象的场景！ 🎯

希望这篇文章能让你彻底理解组合模式！ 💯 祝你学习愉快！ 😄
看完请看：(十 二)趣学设计模式 之 享元模式！