结构型模式3.组合模式

结构型模式

适配器模式（Adapter Pattern）
桥接模式（Bridge Pattern）
组合模式（Composite Pattern）
装饰器模式（Decorator Pattern）
外观模式（Facade Pattern）
享元模式（Flyweight Pattern）
代理模式（Proxy Pattern）

组合模式（Composite Pattern） 是一种结构型设计模式，旨在将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构。组合模式使得客户端可以统一对待单个对象和对象集合，即把对象当作单一对象来处理，从而简化了操作和使用的复杂性。

核心思想：

组合模式将对象组合成树形结构，并允许客户端通过统一的接口对待单一对象和对象组合。其本质是树形结构中的每个节点可能是单个对象，也可能是对象的组合（集合）。客户端通过同一接口处理这些对象，从而达到简化代码和增强灵活性的目的。

主要角色：

Component（组件） ：定义了一个接口，声明了基本的操作（如 add()、remove()、getChild() 等），这使得单个对象和组合对象（即树枝）都能使用相同的操作。
Leaf（叶子节点）：表示树的叶子节点（即最基本的对象），没有子节点，实现了组件接口。
Composite（组合节点）：表示树的枝节点（即含有子节点的对象），实现了组件接口，并且能管理子组件。组合节点可以添加、删除和获取子组件。

示例：公司组织结构

假设我们有一个公司组织结构，其中有员工（叶子节点）和经理（组合节点），经理可以有下属员工或者其他经理。这种组织结构非常适合使用组合模式来实现。

// 组件接口
public interface Employee {
    void showDetails(); // 显示员工信息
}

// 叶子节点，代表普通员工
public class RegularEmployee implements Employee {
    private String name;
    private String position;

    public RegularEmployee(String name, String position) {
        this.name = name;
        this.position = position;
    }

    @Override
    public void showDetails() {
        System.out.println("姓名: " + name + ", 职位: " + position);
    }
}

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

// 组合节点，代表经理（可以包含员工或其他经理）
public class Manager implements Employee {
    private String name;
    private String position;
    private List<Employee> subordinates; // 下属

    public Manager(String name, String position) {
        this.name = name;
        this.position = position;
        subordinates = new ArrayList<>();
    }

    public void addSubordinate(Employee employee) {
        subordinates.add(employee);
    }

    public void removeSubordinate(Employee employee) {
        subordinates.remove(employee);
    }

    @Override
    public void showDetails() {
        System.out.println("姓名: " + name + ", 职位: " + position);
        System.out.println("下属: ");
        for (Employee e : subordinates) {
            e.showDetails(); // 递归调用
        }
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建叶子节点（普通员工）
        Employee employee1 = new RegularEmployee("张三", "开发工程师");
        Employee employee2 = new RegularEmployee("李四", "设计师");

        // 创建组合节点（经理）
        Manager manager1 = new Manager("王五", "经理");
        Manager manager2 = new Manager("赵六", "高级经理");

        // 经理1有下属员工
        manager1.addSubordinate(employee1);
        manager1.addSubordinate(employee2);

        // 经理2有经理1作为下属
        manager2.addSubordinate(manager1);

        // 展示组织结构
        System.out.println("经理2的详细信息:");
        manager2.showDetails();
    }
}

解释：

Employee（组件）：定义了一个接口，所有的员工都实现了这个接口，不管是普通员工还是经理。
RegularEmployee（叶子节点） ：普通员工，不能有下属，实现了 Employee 接口。
Manager（组合节点） ：经理有下属员工或者其他经理。它也实现了 Employee 接口，并且能够管理其他员工（包括普通员工和经理）。

在客户端代码中，Manager 和 RegularEmployee 都通过 Employee 接口处理，使用 showDetails() 方法递归地展示组织结构。无论是单一的普通员工，还是一个包含多个员工和经理的复杂结构，客户端都可以使用相同的接口来处理它们。

装饰器模式 vs 组合模式：

装饰器模式：用来动态地向一个对象添加额外的功能，通常涉及一个对象及其装饰器对象的组合。
组合模式：用来将对象组织成树形结构，表示"部分-整体"的关系，使得客户端可以统一对待单个对象和对象组合。

优缺点：

优点：

透明性：客户端不需要关心对象的组成细节，所有对象（包括单一对象和组合对象）都通过相同的接口进行操作。
灵活性：通过递归组合，可以构建出复杂的树形结构，同时提供统一的操作方法。
简化代码：对于复杂的层级结构，客户端不需要针对每一层次编写单独的处理代码，减少了重复代码。

缺点：

过度设计：如果对象本身没有复杂的层次结构，使用组合模式可能会显得过于复杂。
维护困难：在某些场景下，组合模式可能导致代码结构变得非常复杂，特别是当组合对象的层次较深时。

总结：

组合模式通过递归组合的方式，将对象和对象组合统一处理，使得在处理"部分-整体"结构时，客户端代码更加简洁。它适用于具有树形结构的场景，如文件系统、组织结构、菜单结构等。