问题描述
设计一个文件系统模拟器，用户可以创建文件和文件夹，对文件进行复制、删除等操作，并支持克隆文件和文件夹。系统需要实现组合模式来处理文件和文件夹的层次结构，使用命令模式来封装操作，并利用原型模式实现文件和文件夹的克隆。
设计分析
组合模式
组合模式用于将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。文件系统中，文件和文件夹都有一些共同的操作（如显示、添加、删除），组合模式使我们可以用统一的方式处理它们。
命令模式
命令模式用于将请求封装成对象，从而使我们可以用不同的请求、队列或者日志来参数化其他对象。文件系统需要支持多种操作（如复制、删除），使用命令模式可以使操作的管理和扩展更加灵活。
原型模式
原型模式用于创建对象，通过复制现有的对象而不是通过实例化类来创建新的对象。文件系统需要支持文件和文件夹的克隆，使用原型模式可以简化对象的创建过程。
流程图
模块依赖关系图
graph TDFileSystem --> FileSystemComponentFileSystemComponent <|-- FileFileSystemComponent <|-- FolderFileSystem --> CommandCommand <|-- CreateCommandCommand <|-- CopyCommandCommand <|-- DeleteCommandFileSystem --> PrototypePrototype <|-- FilePrototype <|-- Folder
详细设计与实现
组合模式（文件和文件夹）
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;// 文件系统组件接口
interface FileSystemComponent {void show();FileSystemComponent clone();
}// 文件类
class File implements FileSystemComponent {private String name;public File(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void show() {System.out.println("File: " + name);}@Overridepublic FileSystemComponent clone() {return new File(this.name);}
}// 文件夹类
class Folder implements FileSystemComponent {private String name;private List<FileSystemComponent> components = new ArrayList<>();public Folder(String name) {this.name = name;}public void addComponent(FileSystemComponent component) {components.add(component);}public void removeComponent(FileSystemComponent component) {components.remove(component);}@Overridepublic void show() {System.out.println("Folder: " + name);for (FileSystemComponent component : components) {component.show();}}@Overridepublic FileSystemComponent clone() {Folder clone = new Folder(this.name);for (FileSystemComponent component : components) {clone.addComponent(component.clone());}return clone;}
}
命令模式（文件操作）
// 命令接口
interface Command {void execute();
}// 创建命令
class CreateCommand implements Command {private FileSystemComponent component;private Folder folder;public CreateCommand(FileSystemComponent component, Folder folder) {this.component = component;this.folder = folder;}@Overridepublic void execute() {folder.addComponent(component);System.out.println("Created " + (component instanceof File ? "File" : "Folder") + ": " + component);}
}// 复制命令
class CopyCommand implements Command {private FileSystemComponent component;private Folder folder;public CopyCommand
