使用组合模式使容器与内容具有一致性，又称为多个和单个的一致性，将多个对象结合在一起，当作一个对象进行处理，创造出递归结构。

Composite：混合物、复合物

登场角色：

• Leaf（树叶）：表示「内容」的角色。在该角色中不能放入其他对象。
• Composite（复合物)：表示容器的角色。可以在其中放入 Leaf 角色和 Composite 角色。
• Component：使 Leaf 角色和 Composite 角色具有一致性的角色。Composite 角色是 Leaf 角色和 Composite 角色的父类。
• Client：使用组合模式的角色。

组合模式以递归方式处理对象树中的所有项目。该方式的最大优点在于无需了解构成树状结构的对象的具体类。也无需了解对象是简单的产品还是复杂的盒子。只需调用通用接口以相同的方式对其进行处理即可。当调用该方法后，对象会将请求沿着树结构传递下去。

应用场景：

• 实现树状对象结构
• 客户端代码以相同方式处理简单和复杂元素

相关的设计模式：

• 站内文章装饰器模式：组合模式的 UML 和装饰器模式很像，具体详看装饰器模式的介绍文章。
• [[「用类来表现」的设计模式|命令模式]]：使用命令模式编写宏命令时使用了组合模式。
• 站内文章迭代器模式：用迭代器遍历组合树。
• 站内文章访问者模式：可以使用访问者模式访问组合模式中的递归结构。
• 站内文章建造者模式：在创建复杂组合树时使用生成器模式，因为这可使其构造步骤以递归的方式运行。
• 站内文章责任链模式：叶组件接收到请求后，可以将请求沿包含全体父组件的链一直传递至对象树的底部。
• [[享元模式：共享实例|享元模式]]：实现组合树的共享叶结点以节省内存。

组合模式的应用

与其说组合模式是一种设计模式，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。

在程序世界中，到处都存在递归结构。比如视窗系统中，一个窗口可以含有一个子窗口；文章列表中，各列表之间可以相互嵌套；计算机命令的宏命令的实现。通常来说，树结构的数据结构都适用于组合模式。

一个文件系统的例子

对于 Composite 中有一些有别于 Leaf 的方法，比如上面文件系统中的 add 方法，这些方法应当如何处理？

• 方法 1：定义在 Entry 类中，默认报错。
  • 将 add 方法定义在 Entry 类中，让其报错，这是上图 UML 中的示例做法。能使用 add 方法的只有 Directory 类，它会重写 add 方法，根据需求实现其处理。File 类会继承 Entry 类的 add 方法，虽然也可以调用它的 add 方法，不过会抛出异常。
• 方法 2：定义在 Entry 类中，但什么都不做。
• 方法 3：声明在 Entry 类中，但不实现。
  • 在 Entry 类中声明 add 抽象方法。如果子类需要 add 方法就根据需求实现该方法，如果不需要 add 方法，则可以简单地报错。该方法的优点是所有子类必须都实现 add 方法，不需要 add 方法时的处理也可以交给子类自己去做决定。不过，使用这种实现方法时，在 File 一方中也必须定义本来完全不需要的 add（有时还包括 remove 和 getchild）方法。
• 方法 4：只定义在 Directory 类中。
  • 因为只有 Directory 类可以使用 add 方法，所以可以不在 Entry 类中定义 add 方法，而是只将其定义在 Directory 类中。不过，使用这种方法时，如果要向 Entry 类型的变量（实际保存的是 Directory 类的实例）中 add 时，需要先将它们一个一个地类型转换（cast）为 Directory 类型。

本文参考

• 《图解设计模式》第 11 章
• 本科生课程笔记《程序设计中级实践＆设计模式》 - TJU 🍐⚱️
• 极客时间专栏 - 设计模式之美 - 王争
• 组合设计模式