配套代码：GitHub 仓库 · 本篇完整源码 · 行为测试。使用 JDK 25 与 Gradle，包名为 com.hanserwei.patterns.composite。

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博客导航里，栏目可以包含文章，也可以包含子栏目。统计整个知识库有多少篇文章时，调用方若不断判断“这是文章还是栏目”，每增加一种嵌套层次都要重复处理结构细节。

我们希望对根节点调用一次 articleCount，内部自然完成递归。叶子提供基本结果，组合节点聚合子节点，客户端无需关心树的深度。

从问题提炼设计意图

组合模式把对象组织成树形结构，并让单个对象与组合对象实现共同接口，使调用方能够统一操作局部与整体。

对象职责与协作关系

示例角色 职责
ContentNode 组件接口，声明文章计数操作
ArticleNode 叶子，每个节点贡献一篇文章
Section 组合节点，保存子节点并递归聚合
Demo 只把根节点当作 ContentNode 使用 
classDiagram
    ContentNode <|.. ArticleNode
    ContentNode <|.. Section
    Section o-- ContentNode : children
    Demo ..> ContentNode : counts

代码思路：变化应该落在哪个对象上

ContentNode 只暴露所有节点都能合理回答的 articleCount。没有把 addChild 放进公共接口，因为文章叶子没有合理的“添加子节点”行为。这样避免了叶子实现一个永远抛异常的空壳操作。

ArticleNode 返回 1；Section 逐个调用 child.articleCount 并累计。递归依赖多态而不是 instanceof：到达叶子时自然结束，到达栏目时继续递归，空栏目自然得到零。

栏目构造时用 List.copyOf 保存子节点列表，并且之后没有修改结构的方法。使用本例内置不可变节点从下往上构造，可以避免自己把自己挂成子节点。Math.addExact 则防止计数溢出后悄悄出现负数。

关键实现与独立运行

配套仓库中的包名是 com.hanserwei.patterns.composite，源码目录为 src/main/java/com/hanserwei/patterns/composite/。仓库地址统一见系列导航。以下展示关键文件的完整内容；其余角色和测试在同一仓库中，每个顶级类型各占一个文件。

ContentNode.java：

package com.hanserwei.patterns.composite;

/** 叶子和组合节点共享的统计契约. */
public interface ContentNode {
  /** 返回该节点代表的文章数量. */
  int articleCount();
}

Section.java：

package com.hanserwei.patterns.composite;

import java.util.List;

/** 通过子节点组合形成的不可变栏目. */
public final class Section implements ContentNode {
  /** 构造时复制的子节点列表. */
  private final List<ContentNode> children;

  /** 以已有节点构建栏目，拒绝 null 列表与元素. */
  public Section(List<ContentNode> children) {
    this.children = List.copyOf(children);
  }

  /** 递归累计子节点贡献，空栏目返回零. */
  @Override
  public int articleCount() {
    int count = 0;
    for (ContentNode child : children) {
      count = Math.addExact(count, child.articleCount());
    }
    return count;
  }
}

ArticleNode.java：

package com.hanserwei.patterns.composite;

/** 内容树中代表单篇文章的不可变叶子. */
public final class ArticleNode implements ContentNode {
  /** 一篇文章始终贡献一个计数. */
  @Override
  public int articleCount() {
    return 1;
  }
}

Demo.java 展示调用方如何装配这些对象：

package com.hanserwei.patterns.composite;

import java.util.List;

/** 演示本章对象的装配方式和可观察结果. */
public final class Demo {
  /** 禁止实例化演示入口. */
  private Demo() {}

  /** 运行独立示例；args 为未使用的命令行参数. */
  public static void main(String[] args) {
    ContentNode root =
        new Section(List.of(new ArticleNode(), new Section(List.of(new ArticleNode()))));
    System.out.println(root.articleCount());
  }
}

在配套代码仓库根目录运行；Windows 使用 gradlew.bat 替换 ./gradlew：

./gradlew runComposite
./gradlew test --tests 'com.hanserwei.patterns.composite.PatternTest'

示例的业务输出如下，省略 Gradle 自身的任务提示：

2

用测试确认模式的行为

嵌套栏目得到正确总数，空栏目得到零；外部列表清空后既有栏目不变。测试区分了递归正确性和结构封装。

对应测试位于 src/test/java/com/hanserwei/patterns/composite/PatternTest.java。建议先运行现有测试，再改动一个协作环节，观察哪个断言能够发现问题。

常见用法

  • 菜单、组织结构、文档章节和文件目录等树形模型。
  • 图形组件需要统一执行绘制、布局或统计。
  • 业务规则可以由局部结果递归组合成整体结果。

适用边界与容易踩的坑

这份结构按节点出现次数计数。如果同一个 ArticleNode 引用在两个栏目出现两次，就贡献两次计数；它不是“按文章业务标识去重”的统计。需要去重时应引入标识和独立查询语义，而不是偷偷修改局部计数含义。

接口是开放的，外部实现仍可能返回错误值或引入循环依赖。若改成可变树，必须明确禁止环、是否允许多父节点，以及移动子树的原子性。模式类图本身不会替你维护这些结构约束。

递归深度受到调用栈限制，特别深的树可以改用显式栈遍历。遍历成本通常随访问节点数增长，不能因为只调用了一次根节点方法就认为它是常数时间。

与相近模式比较

装饰器通常包装一个对象，重点叠加行为；组合节点通常管理多个子对象，重点表达局部与整体。两者都用递归委托，但结构含义和聚合规则不同。

动手练习

新增一个返回文章总字数的操作，并让 ArticleNode 保存字数。随后试着给同一个叶子挂两个父栏目，先写出预期计数，再决定你的模型允许共享节点还是必须保证严格的单父树。

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