3.组合模式

概述

处理树形结构或层次结构

业务场景：文件系统管理

假设你正在开发一个文件系统管理工具，文件系统中包含文件夹和文件。

1. 组件接口 (FileSystemComponent)

public interface FileSystemComponent {
    void showDetails(); // 显示文件或文件夹的详细信息
    long getSize(); // 获取文件或文件夹的大小
}

2. 叶子节点 (File)

public class File implements FileSystemComponent {
    private String name;
    private long size;

    public File(String name, long size) {
        this.name = name;
        this.size = size;
    }

    @Override
    public void showDetails() {
        System.out.println("文件: " + name + "，大小: " + size + " 字节");
    }

    @Override
    public long getSize() {
        return size;
    }
}

3. 组合节点 (Folder)

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

public class Folder implements FileSystemComponent {
    private String name;
    private List<FileSystemComponent> components = new ArrayList<>();

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

    public void addComponent(FileSystemComponent component) {
        components.add(component);
    }

    public void removeComponent(FileSystemComponent component) {
        components.remove(component);
    }

    @Override
    public void showDetails() {
        System.out.println("文件夹: " + name);
        for (FileSystemComponent component : components) {
            component.showDetails(); // 递归显示子组件详情
        }
    }

    @Override
    public long getSize() {
        long totalSize = 0;
        for (FileSystemComponent component : components) {
            totalSize += component.getSize(); // 递归计算文件夹大小
        }
        return totalSize;
    }
}

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4. 客户端代码

public class FileSystemDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建文件
        FileSystemComponent file1 = new File("file1.txt", 100);
        FileSystemComponent file2 = new File("file2.txt", 200);
        FileSystemComponent file3 = new File("file3.txt", 300);

        // 创建文件夹
        Folder folder1 = new Folder("文件夹1");
        Folder folder2 = new Folder("文件夹2");

        // 将文件添加到文件夹
        folder1.addComponent(file1);
        folder1.addComponent(file2);
        folder2.addComponent(file3);

        // 将文件夹添加到另一个文件夹
        Folder rootFolder = new Folder("根文件夹");
        rootFolder.addComponent(folder1);
        rootFolder.addComponent(folder2);

        // 显示文件系统结构
        System.out.println("文件系统结构：");
        rootFolder.showDetails();

        // 计算文件系统总大小
        System.out.println("文件系统总大小: " + rootFolder.getSize() + " 字节");
    }
}

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5. 输出

文件系统结构：
文件夹: 根文件夹
文件夹: 文件夹1
文件: file1.txt，大小: 100 字节
文件: file2.txt，大小: 200 字节
文件夹: 文件夹2
文件: file3.txt，大小: 300 字节
文件系统总大小: 600 字节

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业务场景总结

1. 问题：文件系统中文件夹和文件的操作需要统一处理，但它们的结构是树形的。

2. 解决方案：使用组合模式，将文件夹和文件统一抽象为 FileSystemComponent，使得用户可以一致地处理单个文件和文件夹。

3. 优点：

   • 统一处理单个对象和组合对象，简化客户端代码。

   • 支持递归操作，如计算文件夹大小或显示文件结构。

   • 符合开闭原则，易于扩展新的组件类型。

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其他业务场景

1. 组织架构管理：公司中的部门和员工可以组成树形结构，统一管理。

2. 菜单系统：菜单和菜单项可以组合成树形结构，支持递归操作。

3. UI 组件：复杂的 UI 界面中，容器组件和叶子组件可以统一管理。

组合模式的核心思想是部分-整体，它通过树形结构统一管理单个对象和组合对象，使得用户可以一致地处理它们。