深入理解Java组合模式（从零开始掌握组合设计模式的实战应用）

组合模式的核心角色

• Component（组件）：为组合中的对象声明接口。在适当的情况下，实现所有类共有接口的缺省行为。
• Leaf（叶子）：表示叶节点对象，没有子节点。
• Composite（容器）：定义有子部件的那些部件的行为，并存储子部件。

实战：用Java实现一个简单的文件系统

假设我们要模拟一个简单的文件系统，其中包含文件（File）和文件夹（Folder）。文件是叶子节点，文件夹可以包含多个文件或其他文件夹。

1. 定义抽象组件 Component

public abstract class FileSystemComponent {    protected String name;    public FileSystemComponent(String name) {        this.name = name;    }    // 显示层级结构    public abstract void display(int depth);    // 添加组件（默认抛出异常，叶子节点不支持）    public void add(FileSystemComponent component) {        throw new UnsupportedOperationException("不支持添加操作");    }    // 删除组件（默认抛出异常）    public void remove(FileSystemComponent component) {        throw new UnsupportedOperationException("不支持删除操作");    }}

2. 实现叶子节点 Leaf（File）

public class File extends FileSystemComponent {    public File(String name) {        super(name);    }    @Override    public void display(int depth) {        StringBuilder sb = new StringBuilder();        for (int i = 0; i < depth; i++) {            sb.append("--");        }        System.out.println(sb.toString() + name);    }}

3. 实现容器节点 Composite（Folder）

import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class Folder extends FileSystemComponent {    private List<FileSystemComponent> children = new ArrayList<>();    public Folder(String name) {        super(name);    }    @Override    public void add(FileSystemComponent component) {        children.add(component);    }    @Override    public void remove(FileSystemComponent component) {        children.remove(component);    }    @Override    public void display(int depth) {        StringBuilder sb = new StringBuilder();        for (int i = 0; i < depth; i++) {            sb.append("--");        }        System.out.println(sb.toString() + name);        for (FileSystemComponent child : children) {            child.display(depth + 1);        }    }}

4. 测试代码

public class Main {    public static void main(String[] args) {        Folder root = new Folder("根目录");                Folder docs = new Folder("文档");        docs.add(new File("简历.docx"));        docs.add(new File("报告.pdf"));                Folder pics = new Folder("图片");        pics.add(new File("风景.jpg"));        pics.add(new File("自拍.png"));                root.add(docs);        root.add(pics);        root.add(new File("readme.txt"));                root.display(0);    }}

运行结果：

根目录--文档----简历.docx----报告.pdf--图片----风景.jpg----自拍.png--readme.txt

组合模式的优点与适用场景

优点：

• 高层模块可以一致地对待单个对象和组合对象。
• 简化了客户端代码，客户端无需关心处理的是单个对象还是组合对象。
• 更容易在组合体内加入新的对象，满足“开闭原则”。

适用场景：

• 表示对象的部分-整体层次结构（如树形菜单、文件系统）。
• 希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，统一使用组合结构中的所有对象。

总结

通过本教程，我们学习了Java组合模式的基本概念、核心角色以及如何在实际项目中应用它。无论你是初学者还是有一定经验的开发者，掌握组合设计模式都能帮助你写出更灵活、可维护性更强的代码。如果你正在学习Java设计模式教程，组合模式是不可错过的重要一环。记住，面向对象组合模式的核心思想是“整体与部分的一致性处理”，这正是其强大之处！

希望这篇教程对你有所帮助！动手实践是掌握设计模式的最佳方式，快去试试吧！