组合模式的原理与实现在 GoF 的《设计模式》一书中，组合模式是这样定义的：
Compose objects into tree structure to represent part-whole hierarchies.Composite lets client treat individual objects and compositions of objects uniformly.
翻译成中文就是：将一组对象组织（Compose）成树形结构，以表示一种“部分 - 整体”的层次结构。组合让客户端（在很多设计模式书籍中，“客户端”代指代码的使用者。）可以统一单个对象和组合对象的处理逻辑。
接下来，对于组合模式，我举个例子来给你解释一下。
假设我们有这样一个需求：设计一个类来表示文件系统中的目录，能方便地实现下面这些功能：
- 动态地添加、删除某个目录下的子目录或文件；
- 统计指定目录下的文件个数；
- 统计指定目录下的文件总大小。
package pattern.structural.composite; public abstract class FileSystemNode { protected String path; public FileSystemNode(String path) { this.path = path; } public abstract long countNumOfFiles(); public abstract long countSizeOfFiles(); public String getPath() { return path; } }
文件类
package pattern.structural.composite; public class File extends FileSystemNode { public File(String path) { super(path); } @Override public long countNumOfFiles() { java.io.File file = new java.io.File(super.path); if (file.exists()) { return 1; } return 0; } @Override public long countSizeOfFiles() { java.io.File file = new java.io.File(super.path); if (file.exists()) { return file.length(); } return 0; } }
目录类
package pattern.structural.composite; import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class Directory extends FileSystemNode { private List<FileSystemNode> subNodes = new ArrayList<>(); public Directory(String path) { super(path); } @Override public long countNumOfFiles() { int countNum = 0; for (int i = 0; i < this.subNodes.size(); i++) { countNum += this.subNodes.get(i).countNumOfFiles(); } return countNum; } @Override public long countSizeOfFiles() { int countSize = 0; for (int i = 0; i < this.subNodes.size(); i++) { countSize += this.subNodes.get(i).countSizeOfFiles(); } return countSize; } public void addSubNode(FileSystemNode fileOrDir) { this.subNodes.add(fileOrDir); } public void removeSubNode(FileSystemNode fileOrDir) { int size = subNodes.size(); int i = 0; for (; i < size; ++i) { if (subNodes.get(i).getPath().equalsIgnoreCase(fileOrDir.getPath())) { break; } } if (i < size) { subNodes.remove(i); } } }
Main 方法调用
package pattern.structural.composite; public class Main { public static void main(String[] args) { Directory rootDir = new Directory("D:\\K_Workspace\\111\\src\\demo"); buildFileSystemNode(rootDir); System.out.println(rootDir.countNumOfFiles()); System.out.println(rootDir.countSizeOfFiles()); } private static void buildFileSystemNode(Directory dir) { java.io.File file = new java.io.File(dir.getPath()); for (java.io.File f : file.listFiles()) { if (f.isFile()) { dir.addSubNode(new File(f.getPath())); } else if (f.isDirectory()) { Directory directory = new Directory(f.getPath()); dir.addSubNode(directory); buildFileSystemNode(directory); } } } }
组合模式的设计思路，与其说是一种设计模式，倒不如说是对业务场景的一种数据结构和算法的抽象。其中，数据可以表示成树这种数据结构，业务需求可以通过在树上的递归遍历算法来实现。
组合模式，将一组对象组织成树形结构，将单个对象和组合对象都看做树中的节点，以统一处理逻辑，并且它利用树形结构的特点，递归地处理每个子树，依次简化代码实现。使用组合模式的前提在于，你的业务场景必须能够表示成树形结构。所以，组合模式的应用场景也比较局限，它并不是一种很常用的设计模式。
参考
设计模式之美设计模式代码重构-极客时间
https://time.geekbang.org/column/intro/250
