组合模式（Composite Pattern）

含义

组合模式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“部分-整体”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。换句话说，组合模式可以让客户端像处理单个对象一样处理对象组合。

组成部分

1. Component（组件）： 定义组合对象和叶子对象的共同接口或抽象类。该接口可以为所有子类实现一些默认行为。
2. Leaf（叶子）： 表示组合中的叶子对象，没有子节点，具体实现了 Component 定义的接口。
3. Composite（组合）： 表示有子节点的组合对象，实现了 Component 定义的接口。它用于存储子部件，并在 Component 接口中实现与子部件相关的操作。

使用场景

1. 文件系统： 目录可以包含子目录或文件，而文件不能包含子元素。可以使用组合模式来统一管理文件和目录。
2. 图形界面： 窗口、面板、按钮等都是图形元素，它们可以组合在一起形成更复杂的用户界面。
3. 组织结构： 一个公司有多个部门，每个部门可以包含多个子部门或员工。可以使用组合模式来表示这种层次结构。

示例代码

下面是一个简单的文件系统示例，演示如何使用组合模式来统一处理文件和目录：

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

// Component
abstract class FileSystemComponent {
    String name;

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

    public abstract void showDetails();
}

// Leaf
class File extends FileSystemComponent {
    public File(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void showDetails() {
        System.out.println("File: " + name);
    }
}

// Composite
class Directory extends FileSystemComponent {
    private List<FileSystemComponent> components = new ArrayList<>();

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

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

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

    @Override
    public void showDetails() {
        System.out.println("Directory: " + name);
        for (FileSystemComponent component : components) {
            component.showDetails();
        }
    }
}

// Client
public class CompositePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        FileSystemComponent file1 = new File("file1.txt");
        FileSystemComponent file2 = new File("file2.txt");

        Directory dir1 = new Directory("dir1");
        dir1.addComponent(file1);

        Directory dir2 = new Directory("dir2");
        dir2.addComponent(file2);
        dir2.addComponent(dir1);

        dir2.showDetails();
    }
}

在这个示例中：

• FileSystemComponent 是一个抽象类，定义了一个通用接口 showDetails()。
• File 是一个叶子节点，实现了 FileSystemComponent 的 showDetails() 方法，用于显示文件的信息。
• Directory 是一个组合节点，它包含了 FileSystemComponent 类型的子节点，并实现了 showDetails() 方法，用于显示目录及其子节点的信息。

优点

1. 简化客户端代码： 客户端代码可以统一处理单个对象和组合对象，无需区分它们的类型。
2. 容易扩展： 可以方便地添加新的叶子节点或组合节点，符合开闭原则（Open/Closed Principle）。
3. 递归结构： 组合模式使得树形结构中的节点可以递归处理其子节点，简化了代码设计。

缺点

1. 类型安全性： 由于组合模式中所有对象共享同一个接口，可能会引入一些类型安全性的问题。
2. 复杂性： 对于简单的树形结构，组合模式可能显得过于复杂，不如直接实现来的简单。

组合模式是一种非常强大的设计模式，适用于处理树形结构或需要一致处理单个对象和组合对象的场景。