组合模式（Composite Pattern） ​

1. 官方定义 ​

"Compose objects into tree structures to represent part-whole hierarchies. Composite lets clients treat individual objects and compositions of objects uniformly."
—— 《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》(GoF, 1994)

核心：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”层次结构，使客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

ViewGroup 是 View 的子类，并且 ViewGroup 是一个 View 的容器，也就是说 ViewGroup 可以包含若干个的 ViewGroup 或者 View。 文件夹包含若干个文件夹和文件，也适合组合模式。

2. 模式解释 ​

核心思想 ​

• 统一接口：叶子节点（单个对象）和容器节点（组合对象）实现相同接口（如 Component）。
• 递归结构：容器节点可嵌套其他容器或叶子节点（如文件夹包含文件和子文件夹）。
• 透明性：客户端无需区分处理单个对象或组合对象（统一调用 operation()）。

典型结构 ​

          |<<Component>>|
          FileSystemItem
              △
              | implements
      ┌───────┴───────┐
      |               |
    File           Folder
                       △
                       | contains → FileSystemItem

优点 ​

• 简化客户端代码：统一处理简单和复杂元素（如递归计算文件夹总大小）。
• 高扩展性：新增元素类型不影响现有结构（如添加 SymLink 符号链接）。
• 自然建模：直接映射真实世界的树形结构（如组织架构、XML DOM）。

缺点 ​

• 接口过度泛化：叶子节点被迫实现无意义的方法（如 File 实现 addChild()）。
• 性能损耗：遍历深层嵌套结构可能影响性能（需结合缓存优化）。

3. 解决的问题 ​

经典场景 ​

1. 文件系统管理
   • 统一处理文件和文件夹（递归删除、大小统计）。
2. UI 组件树
   • GUI 中的容器（Panel）和控件（Button）统一渲染。
3. 菜单系统
   • 支持多级嵌套菜单（主菜单 → 子菜单 → 菜单项）。

4. 实现注意事项 ​

关键实现点 ​

1. 接口设计
   • 透明式：在 Component 接口定义 add/remove 方法（叶子节点抛出异常）。
   • 安全式：仅在容器接口（如 Folder）定义 add/remove 方法（推荐方式）。
2. 遍历算法
   • 深度优先（DFS）或广度优先（BFS）遍历树形结构。
3. 空对象处理
   • 叶子节点对容器操作返回默认值（如 File.getSize() 直接返回文件大小）。

代码示例（安全式实现） ​

// 抽象组件（不包含管理方法）
interface FileSystemItem {
    String getName();
    long getSize();
}

// 叶子节点
class File implements FileSystemItem {
    private String name;
    private long size;
    
    public long getSize() { return size; }
}

// 容器节点
class Folder implements FileSystemItem {
    private List<FileSystemItem> children = new ArrayList<>();
    
    public void addItem(FileSystemItem item) { children.add(item); }
    public long getSize() {
        return children.stream().mapToLong(FileSystemItem::getSize).sum();
    }
}

5. 实现变体 ​

6. 相似模式对比 ​

7. 组合使用场景 ​

常见搭配模式 ​

1. 迭代器模式
   • 场景：为组合结构提供统一的遍历接口（如深度优先迭代器）。
2. 访问者模式
   • 场景：在复杂树形结构上执行多种操作（如文件系统病毒扫描+统计）。
3. 责任链模式
   • 场景：沿树形结构传递请求（如审批流程沿组织架构树传递）。

总结
组合模式是树形数据建模的标准方案，其核心价值在于通过一致性接口隐藏结构复杂性。安全式实现更符合现实逻辑，而透明式实现追求极致统一。在涉及递归操作的场景（如价格汇总、权限检查）中，组合模式能显著简化代码结构，但需注意避免过度泛化接口。