Java23种设计模式-结构型模式之组合模式

组合模式(Composite Pattern):将对象组合成树状结构以表示“部分-整体”层次结构,同时保持对单个对象和组合对象的一致性操作,主要目的是简化客户端代码,因为它可以统一处理单个对象和组合对象。

通常包含以下几个角色:
角色1.抽象组件(Component):声明了组合对象和叶子对象的公共接口,让客户端可以统一处理
角色2.叶子对象(Leaf):实现抽象组件接口表示树结构中的叶节点,不包含子组件。
角色3.组合对象(Composite)也实现抽象组件接口,包含并管理子组件实现树结构中的分支节点
角色4.客户端(Client):通过抽象组件接口来操作叶子对象和组合对象

优点
1.清晰的结构:能清晰地表达对象的组合关系。
2.一致性处理:可以一致地处理单个对象和组合对象。
3.方便扩展:便于添加新的组件或子组件。
4.安全性:封装了组件的内部结构,提高了安全性。

缺点
1.设计复杂:组合模式的设计相对复杂,需要考虑对象的层次结构和组合关系。
2.理解难度增加:对于不熟悉该模式的开发者来说,理解和使用可能会有一定难度。
3.灵活性受限:由于组合模式的实现方式较为固定,可能会限制一些特殊的需求。
4.性能影响:在处理大型树状结构时,可能会导致性能问题。

应用场景如下:
文件和目录管理:如文件系统中的文件和文件夹。
组织结构:例如公司的部门和员工层次结构。
图形界面:窗口、控件等的组合。
树状数据结构:如二叉树等。

示例Component 是抽象组件接口,定义了组合模式需要的操作。Leaf 是叶子对象,它实现了 Component 接口。Composite 是组合对象,它也实现了 Component 接口,并管理一组子组件。Client 类展示了如何使用组合模式,它创建了一个组合对象和一个叶子对象,并将叶子对象添加到组合对象中。客户端可以统一调用 operation() 方法,无论是对单个叶子对象还是组合对象

// 抽象组件接口
public interface Component {void operation();
}
// 叶子对象
public class Leaf implements Component{@Overridepublic void operation() {System.out.println("Leaf is performing operation.");}
}
// 组合对象
public class Composite implements Component{private List<Component> children = new ArrayList<>();public void add(Component component){children.add(component);}public void remove(Component component){children.remove(component);}@Overridepublic void operation() {for (Component child : children) {child.operation();}}
}// 客户端
public class Client {public static void main(String[] args) {Component leaf1= new Leaf();Component leaf2=new Leaf();Composite composite = new Composite();composite.add(leaf1);composite.add(leaf2);composite.remove(leaf1);// 统一处理composite.operation();}
}

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