组合 (Composite)

简介

组合 (Composite) 是一种结构型设计模式，将对象组合成树状层次结构，使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性（统一当作“组件”处理）。

问题

• 存在“部分-整体”的层次结构（如目录与文件、菜单与菜单项），希望用统一方式处理叶子与容器。
• 若对叶子和容器分别处理，客户端需要大量分支判断，难以扩展。

解决思路

• 定义组件 (Component) 抽象：声明叶子和容器共有的接口（如 operation()、add()/remove() 等，叶子可空实现或抛异常）。
• 叶子 (Leaf)：无子节点，实现组件的业务行为。
• 组合 (Composite)：有子组件列表，实现组件的业务行为时通常遍历子组件并委托；同时提供增删子组件的方法。
• 客户端只依赖 Component，可统一处理树中任意节点。

结构概览

classDiagram
    class Component {
        <<abstract>>
        +operation()* void
        +add(Component c) void
        +remove(Component c) void
    }
    class Leaf {
        +operation() void
    }
    class Composite {
        -children List~Component~
        +operation() void
        +add(Component c) void
        +remove(Component c) void
    }
    Component <|-- Leaf
    Component <|-- Composite
    Composite o-- Component : children

Java 示例

public abstract class Component {
    public abstract void operation();

    public void add(Component c) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

    public void remove(Component c) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
}

public class Leaf extends Component {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("Leaf");
    }
}

public class Composite extends Component {
    private final java.util.List<Component> children = new java.util.ArrayList<>();

    @Override
    public void operation() {
        for (Component c : children) {
            c.operation();
        }
    }

    @Override
    public void add(Component c) {
        children.add(c);
    }

    @Override
    public void remove(Component c) {
        children.remove(c);
    }
}

// 客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Composite root = new Composite();
        root.add(new Leaf());
        root.add(new Leaf());
        Composite comp = new Composite();
        comp.add(new Leaf());
        root.add(comp);
        root.operation();  // 递归执行所有 Leaf
    }
}

总结

组合通过统一的 Component 接口和树形结构，让客户端以一致方式处理叶子与容器，适合“部分-整体”层次结构。