【玩转23种Java设计模式】结构型模式篇：组合模式

news2025/3/13 22:25:46

软件设计模式（Design pattern），又称设计模式，是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。

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文章目录

一、简介
二、实例
- 1、抽象组件
- 2、叶子节点：文件
- 3、组合节点：文件夹
- 4、客户端使用
三、总结
- 1、优点
- 2、缺点
- 3、应用场景

一、简介

组合模式（Composite Pattern）是一种结构型设计模式，用于将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次关系。其核心思想是通过统一接口处理叶子对象（单个元素）和组合对象（容器元素），使客户端无需区分操作的是单个对象还是整个组合结构。

核心角色：

Component：声明组合对象的通用接口
Leaf：叶子节点（无子节点）
Composite：容器节点（包含子组件集合）

二、实例

假设需要构建文件系统，包含文件夹（组合对象）和文件（叶子对象）。

1、抽象组件

interface FileSystemComponent {
    void display(int indent);
    long getSize();
}

2、叶子节点：文件

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 display(int indent) {
        System.out.println(" ".repeat(indent) + "📄 " + name + " (" + size + "KB)");
    }

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

3、组合节点：文件夹

class Directory implements FileSystemComponent {
    private String name;
    private List<FileSystemComponent> children = new ArrayList<>();

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

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

    @Override
    public void display(int indent) {
        System.out.println(" ".repeat(indent) + "📁 " + name);
        children.forEach(child -> child.display(indent + 2));
    }

    @Override
    public long getSize() {
        return children.stream().mapToLong(FileSystemComponent::getSize).sum();
    }
}

4、客户端使用

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Directory root = new Directory("Root");
        
        Directory documents = new Directory("Documents");
        documents.add(new File("resume.pdf", 256));
        documents.add(new File("notes.txt", 128));
        
        Directory images = new Directory("Images");
        images.add(new File("photo1.jpg", 2048));
        
        root.add(documents);
        root.add(images);
        
        root.display(0);
        System.out.println("Total size: " + root.getSize() + "KB");
    }
}