组合模式

本课属于 Coddy Java 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 75 课，共 87 课。

组合模式是一种结构型设计模式，可将对象组合成树形结构，以表示部分与整体的层次关系。它通过统一的接口，让客户端能够以相同的方式处理单个对象和对象组合。

想一想文件系统：文件夹可以包含文件和其他文件夹，而这些文件夹又可以包含更多文件和文件夹。无论你处理的是单个文件还是整个文件夹结构，都希望以相同的方式执行“获取大小”等操作。这个模式定义了 Component 接口、Leaf 对象（单个元素）和 Composite 对象（包含子对象的容器）：

interface FileComponent {
    void display(String indent);
    int getSize();
}

class File implements FileComponent {
    private String name;
    private int size;
    
    public File(String name, int size) {
        this.name = name;
        this.size = size;
    }
    
    public void display(String indent) {
        System.out.println(indent + name + " (" + size + "KB)");
    }
    
    public int getSize() {
        return size;
    }
}

class Folder implements FileComponent {
    private String name;
    private List<FileComponent> children = new ArrayList<>();
    
    public Folder(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public void add(FileComponent component) {
        children.add(component);
    }
    
    public void display(String indent) {
        System.out.println(indent + name + "/");
        for (FileComponent child : children) {
            child.display(indent + "  ");
        }
    }
    
    public int getSize() {
        return children.stream().mapToInt(FileComponent::getSize).sum();
    }
}

组合对象将操作委托给其子对象，从而支持递归结构。客户端可以与树交互，而无需知道自己处理的是叶节点还是组合对象：

Folder root = new Folder("Documents");
root.add(new File("resume.pdf", 150));

Folder photos = new Folder("Photos");
photos.add(new File("vacation.jpg", 2000));
root.add(photos);

root.display("");
System.out.println("Total: " + root.getSize() + "KB");

组合模式非常适合表示组织结构图、UI 组件或菜单系统等层次结构，这些场景中你需要以相同的方式处理群组和个体。

挑战

简单

让我们使用组合模式构建一个组织架构系统！你将创建一种结构，其中部门可以包含员工和其他子部门，从而统一计算总薪资并展示层级结构，无论你查看的是单个员工还是整个部门。

你将把代码分布在 4 个文件中：

OrganizationComponent.java：定义组件接口，员工和部门都将实现该接口。接口应声明两个方法：showDetails(String indent)，用于以合适的缩进显示组件；以及 getSalary()，用于以整数形式返回总薪资。
Employee.java：创建表示单个员工的叶子类。Employee 有姓名（String）和薪资（int），两者都通过构造函数设置。调用 showDetails 时，应打印 [indent][name]: $[salary]。getSalary 方法只需返回员工的薪资。
Department.java：创建可以容纳员工和子部门的组合类。Department 有一个名称（String），并维护一个由 OrganizationComponent 子项组成的列表。它应提供 add(OrganizationComponent component) 方法来添加成员。调用 showDetails 时，打印 [indent][name] Department，然后对每个子项调用 showDetails，并增加缩进（添加两个空格）。getSalary 方法返回所有子项薪资的总和。
Main.java：构建你的组织！你将收到 4 项输入：两名员工的姓名和薪资，以及一个子部门的名称和一名员工的信息。
创建一个名为 "Engineering" 的部门作为根部门。使用前两组姓名和薪资创建两名员工，并将他们添加到该部门。然后，使用第三项输入创建一个子部门，使用第四组姓名和薪资创建一名员工并添加到该子部门，最后将这个子部门添加到 Engineering。

在 Engineering 部门上调用 showDetails("")，然后按 Total Salary: $[amount] 的格式打印总薪资。

你将按以下顺序收到输入：employee1 的姓名（String）、employee1 的薪资（int）、employee2 的姓名（String）、employee2 的薪资（int）、子部门名称（String）、employee3 的姓名（String）、employee3 的薪资（int）。

例如，输入为 Alice、75000、Bob、65000、QA、Charlie、55000 时，输出如下：

Engineering Department
  Alice: $75000
  Bob: $65000
  QA Department
    Charlie: $55000
Total Salary: $195000

注意，无论是在单个员工还是在包含嵌套子部门的整个部门上调用，相同的 showDetails 和 getSalary 方法都能顺畅工作。组合结构会自动处理递归，让你可以统一处理整个层级结构！

亲手试试

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // 读取输入
        String emp1Name = scanner.nextLine();
        int emp1Salary = Integer.parseInt(scanner.nextLine());
        String emp2Name = scanner.nextLine();
        int emp2Salary = Integer.parseInt(scanner.nextLine());
        String subDeptName = scanner.nextLine();
        String emp3Name = scanner.nextLine();
        int emp3Salary = Integer.parseInt(scanner.nextLine());
        
        // TODO：创建 "Engineering" 部门作为根节点
        
        // TODO：使用 emp1 和 emp2 的数据创建两名员工，并将他们添加到 Engineering 部门
        
        // TODO：使用 subDeptName 创建子部门
        
        // TODO：使用 emp3 的数据创建一名员工，并将其添加到子部门
        
        // TODO：将子部门添加到 Engineering 部门
        
        // TODO：对 Engineering 部门调用 showDetails("")
        
        // TODO：按以下格式输出薪资总额：Total Salary: $[amount]
    }
}

自我测试

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