軟件設計模式（Design pattern），又稱設計模式，是一套被反復使用、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。使用設計模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性、程序的重用性。

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一、簡介

??組合模式（Composite Pattern）是一種結構型設計模式，用于將對象組合成樹形結構以表示"部分-整體"的層次關系。其核心思想是通過統一接口處理葉子對象（單個元素）和組合對象（容器元素），使客戶端無需區分操作的是單個對象還是整個組合結構。

核心角色：

• Component：聲明組合對象的通用接口
• Leaf：葉子節點（無子節點）
• Composite：容器節點（包含子組件集合）

二、實例

假設需要構建文件系統，包含文件夾（組合對象）和文件（葉子對象）。

1、抽象組件

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

2、葉子節點：文件

class File implements FileSystemComponent {private String name;private long size;public File(String name, long size) {this.name = name;this.size = size;}@Overridepublic void display(int indent) {System.out.println(" ".repeat(indent) + "📄 " + name + " (" + size + "KB)");}@Overridepublic long getSize() { return size; }
}

3、組合節點：文件夾

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);}@Overridepublic void display(int indent) {System.out.println(" ".repeat(indent) + "📁 " + name);children.forEach(child -> child.display(indent + 2));}@Overridepublic long getSize() {return children.stream().mapToLong(FileSystemComponent::getSize).sum();}
}

4、客戶端使用

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");}
}

輸出示例：
📁 Root
📁 Documents
📄 resume.pdf (256KB)
📄 notes.txt (128KB)
📁 Images
📄 photo1.jpg (2048KB)
Total size: 2432KB

三、總結

1、優點

• 簡化客戶端代碼：統一處理單個對象與組合結構。
• 高擴展性：新增組件類型無需修改現有代碼。
• 天然支持遞歸結構：方便實現樹形操作（如遍歷、統計）。

2、缺點

• 類型安全性問題：需要運行時類型檢查。
• 接口設計難度：需兼顧葉子與容器的不同需求。
• 可能違反接口隔離原則：需要為不需要的方法提供空實現。

3、應用場景

• GUI組件庫（窗口包含面板/按鈕等）。
• 組織架構管理系統（部門包含員工/子部門）。
• 數學表達式解析（操作符包含子表達式）。
• 游戲場景圖（父節點包含子節點）。
• XML/JSON文檔處理。

??當系統需要處理樹形結構，且希望以統一方式操作層次中的不同元素時，組合模式是最佳選擇。其價值在于模糊了簡單元素與復雜元素的邊界，讓復雜的層次結構變得易于管理和擴展。