1. 设计模式-组合模式

组合模式（Composite Pattern）是一种结构型设计模式，它允许你将对象组合成树状结构来表示整体与部分的层次结构。它使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性，也就是说，组合对象可以被当作一个单独的对象来处理，而不需要知道它是组合还是单个对象。这使得客户端代码可以一致地处理所有的对象，无论是简单的叶节点对象还是复杂的组合对象。

组合模式通过定义一个抽象的组件类（Component），声明一个接口用于访问和管理子组件。这个接口在组合对象和叶子对象中有着不同的实现。组合对象（Composite）维护着子组件的集合，并实现了与子组件相关的操作（如添加、删除、获取子组件等）。叶子对象（Leaf）是组合中的基本对象，没有子组件。

假设我们构建一个文件系统目录结构，其中目录可以包含文件和子目录。

2. 抽象组件（Component）

public abstract class FileSystemComponent {
    private String name;

    public FileSystemComponent(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public abstract void display(int depth);
}

3. 叶子对象（Leaf）

public class File extends FileSystemComponent {
    private int size;

    public File(String name, int size) {
        super(name);
        this.size = size;
    }

    public int getSize() {
        return size;
    }

    @Override
    public void display(int depth) {
        System.out.println(getIndent(depth) + getName() + " (Size: " + getSize() + ")");
    }

    private String getIndent(int depth) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < depth; i++) {
            sb.append("  ");
        }
        return sb.toString();
    }
}

4. 组合对象（Composite）

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Directory extends FileSystemComponent {
    private List<FileSystemComponent> components = new ArrayList<>();

    public Directory(String name) {
        super(name);
    }

    public void add(FileSystemComponent component) {
        components.add(component);
    }

    public void remove(FileSystemComponent component) {
        components.remove(component);
    }

    public List<FileSystemComponent> getComponents() {
        return components;
    }

    @Override
    public void display(int depth) {
        System.out.println(getIndent(depth) + getName() + " (Directory)");
        for (FileSystemComponent component : components) {
            component.display(depth + 1);
        }
    }
}

5. 使用示例

public class CompositePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Directory rootDir = new Directory("root");
        Directory subDir1 = new Directory("subDir1");
        File file1 = new File("file1.txt", 100);
        File file2 = new File("file2.txt", 200);

        subDir1.add(file1);
        rootDir.add(subDir1);
        rootDir.add(file2);

        rootDir.display(0);
    }
}

组合模式非常适合处理具有层次结构的数据，如文件系统、组织结构等。它通过提供一个统一的方式来处理单个对象和组合对象，简化了客户端代码，同时也便于扩展和维护。然而，设计时需注意不要过度使用，避免结构过于复杂，影响系统的性能和可维护性。

6. 优点

结构清晰：组合模式清晰地定义了层次结构，易于管理对象的树形结构。
易扩展：容易添加新的组件类型，客户端可以一致地处理组合和叶子对象。
统一接口：客户端可以使用统一的接口来操作组合结构中的所有对象。

7. 缺点

设计复杂度增加：需要正确区分组件和叶子对象，以及管理树结构可能引入的复杂性。
性能问题：在深度嵌套的组合结构中，递归调用可能会影响性能