组合模式（Composite Pattern）

组合模式是一种结构型设计模式，它将对象组合成树形结构以表示部分-整体的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性，客户端可以统一地处理单个对象和组合对象。

模式结构

1. 组件接口（Component）
   定义组合模式中所有对象的公共接口，声明对象拥有的公共方法。
2. 叶子节点（Leaf）
   实现组件接口，表示组合中的叶子节点，不包含任何子组件。
3. 复合对象（Composite）
   实现组件接口，并包含一组子组件（可以是叶子节点或其他复合对象）。复合对象负责将操作委托给其子组件。

代码示例

1. 组件接口（Component）

// 组件接口：定义组合模式中所有对象的公共接口
interface Shape {
    void draw(String fillColor);
}

2. 叶子节点（Leaf）

// 叶子节点：三角形
class Triangle implements Shape {
    @Override
    public void draw(String fillColor) {
        System.out.println("Drawing Triangle with color : " + fillColor);
    }
}

// 叶子节点：圆形
class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw(String fillColor) {
        System.out.println("Drawing Circle with color : " + fillColor);
    }
}

3. 复合对象（Composite）

// 复合对象：绘画
class Drawing implements Shape {
    private final List<Shape> shapes = new ArrayList<>();

    @Override
    public void draw(String fillColor) {
        for (Shape shape : shapes) {
            shape.draw(fillColor);
        }
    }

    // 添加形状
    public void add(Shape shape) {
        shapes.add(shape);
    }

    // 移除形状
    public void remove(Shape shape) {
        shapes.remove(shape);
    }

    // 清空所有形状
    public void clear() {
        System.out.println("Clearing all the shapes from drawing");
        shapes.clear();
    }
}

4.调用示例

public class CompositePattern {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建叶子节点
        Shape triangle = new Triangle();
        Shape circle = new Circle();

        // 创建复合对象
        Drawing drawing = new Drawing();
        drawing.add(triangle);
        drawing.add(circle);

        // 绘制所有形状
        drawing.draw("pink");

        // 清空并重新添加形状
        drawing.clear();
        drawing.add(triangle);
        drawing.draw("blue");
    }
}

输出结果

Drawing Triangle with color : pink
Drawing Circle with color : pink
Clearing all the shapes from drawing
Drawing Triangle with color : blue

应用场景

1. 树状对象结构
   当需要实现树状对象结构时，可以使用组合模式。组合模式为使用者提供了两种共享公共接口的基本元素类型：叶节点和组合。
2. 部分-整体层次结构
   当需求中体现部分与整体层次的结构时，或希望用户可以忽略组合对象与单个对象的不同，统一地使用组合结构中的所有对象时，可以考虑使用组合模式。

优缺点

优点

1. 统一处理
   组合模式使得客户端可以统一地处理单个对象和组合对象，简化了客户端代码。
2. 扩展性
   无需更改已有的代码，就可以在应用中添加新对象，使其成为树结构的一部分。
3. 灵活性
   可以利用多态和递归的机制，更方便地使用复杂的树形结构。

缺点

1. 接口设计困难
   对于功能差异较大的类，提供公共接口比较困难。
2. 复杂性增加
   组合模式引入了额外的类和接口，增加了代码的复杂性。

总结

组合模式通过将对象组合成树形结构，使得客户端可以统一地处理单个对象和组合对象。它适用于需要实现树状对象结构或部分-整体层次结构的场景。尽管它可能会增加代码的复杂性，但其优点在于提高了代码的灵活性和可扩展性。组合模式在需要处理树形结构的场景中非常有用。