我們對於這個圖片肯定會非常熟悉，這兩幅圖片我們都可以看做是一個檔案結構，對於這樣的結構我們稱之為樹形結構。在資料結構中我們瞭解到可以通過呼叫某個方法來遍歷整個樹，當我們找到某個葉子節點後，就可以對葉子節點進行相關的操作。我們可以將這顆樹理解成一個大的容器，容器裡面包含很多的成員物件，這些成員物件即可是容器物件也可以是葉子物件。但是由於容器物件和葉子物件在功能上面的區別，使得我們在使用的過程中必須要區分容器物件和葉子物件，但是這樣就會給客戶帶來不必要的麻煩，作為客戶而已，它始終希望能夠一致的對待容器物件和葉子物件。這就是組合模式的設計動機：組合模式定義瞭如何將容器物件和葉子物件進行遞迴組合，使得客戶在使用的過程中無須進行區分，可以對他們進行一致的處理。

       一、 模式定義

組合模式組合多個物件形成樹形結構以表示“整體-部分”的結構層次。

組合模式對單個物件(葉子物件)和組合物件(組合物件)具有一致性，它將物件組織到樹結構中，可以用來描述整體與部分的關係。同時它也模糊了簡單元素(葉子物件)和複雜元素(容器物件)的概念，使得客戶能夠像處理簡單元素一樣來處理複雜元素，從而使客戶程式能夠與複雜元素的內部結構解耦。

上面的圖展示了計算機的檔案系統，檔案系統由檔案和目錄組成，目錄下面也可以包含檔案或者目錄，計算機的檔案系統是用遞迴結構來進行組織的，對於這樣的資料結構是非常適用使用組合模式的。

在使用組合模式中需要注意一點也是組合模式最關鍵的地方：葉子物件和組合物件實現相同的介面。這就是組合模式能夠將葉子節點和物件節點進行一致處理的原因。

二、 模式結構

組合模式主要包含如下幾個角色：

1.Component ：組合中的物件宣告介面，在適當的情況下，實現所有類共有介面的預設行為。宣告一個介面用於訪問和管理Component子部件。
2.Leaf：葉子物件。葉子結點沒有子結點。
3.Composite：容器物件，定義有枝節點行為，用來儲存子部件，在Component介面中實現與子部件有關操作，如增加(add)和刪除(remove)等。

從模式結構中我們看出了葉子節點和容器物件都實現Component介面，這也是能夠將葉子物件和容器物件一致對待的關鍵所在。

       三、 模式實現

在檔案系統中，可能存在很多種格式的檔案，如果圖片，文字檔案、視訊檔案等等，這些不同的格式檔案的瀏覽方式都不同，同時對資料夾的瀏覽就是對資料夾中檔案的瀏覽，但是對於客戶而言都是瀏覽檔案，兩者之間不存在什麼差別，現在只用組合模式來模擬瀏覽檔案。UML結構圖：

首先是檔案類：File.java

public abstract class File {
    String name;
    
    public File(String name){
        this.name = name;
    }
    
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public abstract void display();
}

然後是資料夾類：Folder.java，該類包含對檔案的增加、刪除和瀏覽三個方法

public class Folder extends File{
    private List<File> files;
    
    public Folder(String name){
        super(name);
        files = new ArrayList<File>();
    }
    
    /**
     * 瀏覽資料夾中的檔案
     */
    public void display() {
        for(File file : files){
            file.display();
        }
    }
    
    /**
     * @desc 向資料夾中新增檔案
     * @param file
     * @return void
     */
    public void add(File file){
        files.add(file);
    }
    
    /**
     * @desc 從資料夾中刪除檔案
     * @param file
     * @return void
     */
    public void remove(File file){
        files.remove(file);
    }
}

然後是三個檔案類：TextFile.java、ImageFile.java、VideoFile.java

TextFile.java

public class TextFile extends File{

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

    public void display() {
        System.out.println("這是文字檔案，檔名：" + super.getName());
    }
    
}

public class ImagerFile extends File{

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

    public void display() {
        System.out.println("這是影象檔案，檔名：" + super.getName());
    }

}

public class VideoFile extends File{

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

    public void display() {
        System.out.println("這是影像檔案，檔名：" + super.getName());
    }

}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 我們先建立一個這樣的檔案系統
         *                  總檔案
         *                  
         *   a.txt    b.jpg                   c資料夾              
         *                      c_1.text  c_1.rmvb    c_1.jpg   
         *                                                       
         */ 
        //總資料夾
        Folder zwjj = new Folder("總資料夾");
        //向總資料夾中放入三個檔案：1.txt、2.jpg、1資料夾
        TextFile aText= new TextFile("a.txt");
        ImagerFile bImager = new ImagerFile("b.jpg");
        Folder cFolder = new Folder("C資料夾");
        
        zwjj.add(aText);
        zwjj.add(bImager);
        zwjj.add(cFolder);
        
        //向C資料夾中新增檔案：c_1.txt、c_1.rmvb、c_1.jpg 
        TextFile cText = new TextFile("c_1.txt");
        ImagerFile cImage = new ImagerFile("c_1.jpg");
        VideoFile cVideo = new VideoFile("c_1.rmvb");
        
        cFolder.add(cText);
        cFolder.add(cImage);
        cFolder.add(cVideo);
        
        //遍歷C資料夾
        cFolder.display();
        //將c_1.txt刪除
        cFolder.remove(cText);
        System.out.println("-----------------------");
        cFolder.display();
    }
}

執行結果

       四、 模式優缺點

優點

1、可以清楚地定義分層次的複雜物件，表示物件的全部或部分層次，使得增加新構件也更容易。

2、客戶端呼叫簡單，客戶端可以一致的使用組合結構或其中單個物件。

3、定義了包含葉子物件和容器物件的類層次結構，葉子物件可以被組合成更復雜的容器物件，而這個容器物件又可以被組合，這樣不斷遞迴下去，可以形成複雜的樹形結構。

4、更容易在組合體內加入物件構件，客戶端不必因為加入了新的物件構件而更改原有程式碼。

缺點

1、使設計變得更加抽象，物件的業務規則如果很複雜，則實現組合模式具有很大挑戰性，而且不是所有的方法都與葉子物件子類都有關聯

       五、 模式適用場景

1、需要表示一個物件整體或部分層次，在具有整體和部分的層次結構中，希望通過一種方式忽略整體與部分的差異，可以一致地對待它們。

2、讓客戶能夠忽略不同物件層次的變化，客戶端可以針對抽象構件程式設計，無須關心物件層次結構的細節。

六、 模式總結

1、 組合模式用於將多個物件組合成樹形結構以表示“整體-部分”的結構層次。組合模式對單個物件（葉子物件）和組合物件（容器物件）的使用具有一致性。

2、 組合物件的關鍵在於它定義了一個抽象構建類，它既可表示葉子物件，也可表示容器物件，客戶僅僅需要針對這個抽象構建進行程式設計，無須知道他是葉子物件還是容器物件，都是一致對待。

3、 組合模式雖然能夠非常好地處理層次結構，也使得客戶端程式變得簡單，但是它也使得設計變得更加抽象，而且也很難對容器中的構件型別進行限制，這會導致在增加新的構件時會產生一些問題。