组合（Composite）

一句话意图：把对象组合成树形结构，让客户端对「单个对象」和「组合对象」的使用方式保持一致。

适用场景

• 数据天然是树：文件/文件夹、菜单/子菜单、组织架构、UI 容器与控件。
• 希望客户端递归处理、无需区分「叶子」还是「分支」。
• 需要在整棵树上做统一操作（统计大小、批量渲染、计算权限）。

结构与角色

角色	职责
Component	叶子和容器的公共接口
Leaf	叶子节点，无子节点，实现基本操作
Composite	容器节点，持有子节点集合，转发并聚合操作

两种 API 设计：透明式（Component 里声明 add/remove，容器实现、叶子空实现或抛异常）与安全式（只有 Composite 有 add/remove）。前者客户端一致但不够安全，后者安全但需类型判断。

Java 示例（文件与文件夹）

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

// 统一接口
interface Node {
    void print(String prefix);
}

// 叶子：文件
class FileNode implements Node {
    private final String name;
    private final long size;

    FileNode(String name, long size) { this.name = name; this.size = size; }

    @Override public void print(String prefix) {
        System.out.println(prefix + "文件 " + name + " (" + size + "B)");
    }
}

// 容器：文件夹，可含文件或子文件夹
class FolderNode implements Node {
    private final String name;
    private final List<Node> children = new ArrayList<>();

    FolderNode(String name) { this.name = name; }

    // 安全式：add 只在容器上提供
    public void add(Node node) { children.add(node); }

    @Override public void print(String prefix) {
        System.out.println(prefix + "目录 " + name);
        for (Node child : children) {
            child.print(prefix + "  ");   // 递归，客户端无感
        }
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        FolderNode root = new FolderNode("src");
        root.add(new FileNode("Main.java", 1200));
        FolderNode util = new FolderNode("util");
        util.add(new FileNode("StringUtils.java", 800));
        root.add(util);

        root.print("");   // 统一处理整棵树
    }
}

优缺点

优点	缺点
客户端一致地处理叶子与容器	透明式 API 让叶子继承无意义方法，不够安全
天然支持递归与树形操作	容器过深时递归有栈溢出风险
易于新增节点类型	「父引用」设计不当会让结构变复杂

与相似模式的区别

• vs 装饰器：装饰器只有一条链，逐层包裹单一对象；组合是树，容器持有多个子节点。
• vs 代理：代理对同一接口做访问控制；组合关注部分-整体层次。
• vs 外观：外观简化对平级子系统的调用；组合是对树形结构的统一递归处理。

实践要点与坑

• 递归遍历深度大时要防栈溢出，可改迭代 + 显式栈。
• 容器节点增删子节点后注意失效缓存（如统计的节点总数/大小）。
• 若需要「子节点反向找到父节点」，在 add 时维护 parent 引用，但要避免强引用环导致无法回收。
• 明确用透明式还是安全式 API：透明式客户端调用一致但叶子要处理无意义的 add；安全式更严谨但需类型判断。

一句话记忆

树形数据就用组合：叶子与容器同一接口，递归遍历一视同仁。

---

详解见 结构型组合模式。