Golang组合模式管理树形数据结构

组合模式通过统一接口处理树形结构中的叶子和容器节点，使客户端无需区分节点类型。定义Component接口包含Print和Add方法，Leaf节点如File仅实现Print，而Composite节点如Directory维护子节点列表并实现遍历与添加。以文件系统为例，Directory可添加File或其他Directory，调用Print时递归输出缩进结构。该模式适用于菜单、组织架构等场景，新增节点只需实现接口，扩展性强，Go通过接口与组合机制简洁实现此模式。

在Go语言中，组合模式（Composite Pattern）是一种常用的设计模式，适合处理树形结构的数据，比如文件系统、组织架构、菜单系统等。通过组合模式，可以统一处理单个对象和组合对象，使客户端代码无需关心当前操作的是叶子节点还是容器节点。

定义树形结构的接口与节点

要实现组合模式，首先定义一个统一的接口，让叶子和容器都实现它。这个接口通常包含一些核心操作，比如打印、遍历、计算等。

Component 接口 定义了树中所有节点共有的行为：

type Component interface {
    Print(indent string)
    Add(Component)
}

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接着定义两种节点：

• Leaf（叶子节点）：不能再添加子节点，只实现 Print 方法
• Composite（容器节点）：可以包含子节点，维护一个子节点列表，并实现 Add 和 Print 方法

实现叶子节点和容器节点

以一个简单的文件系统为例，文件是叶子，目录是容器。

type File struct {
    name string
}

func (f *File) Print(indent string) {
    fmt.Println(indent + f.name)
}

func (f *File) Add(c Component) {
    // 文件不能添加子节点，忽略或报错
    panic("cannot add to a file")
}

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type Directory struct {
    name string
    children []Component
}

func (d *Directory) Print(indent string) {
    fmt.Println(indent + d.name)
    for _, child := range d.children {
        child.Print(indent + " ")
    }
}

func (d *Directory) Add(c Component) {
    d.children = append(d.children, c)
}

构建和使用树形结构

通过组合模式，可以轻松构建出层级结构，并统一调用方法。

func main() {
    root := &Directory{name: "root"}
    src := &Directory{name: "src"}
    mainFile := &File{name: "main.go"}

    src.Add(mainFile)
    root.Add(src)
    root.Add(&File{name: "go.mod"})

    root.Print("")
}

输出结果会按层级缩进显示整个结构，清晰体现树形关系。

优点与适用场景

组合模式让树形结构的管理变得自然且扩展性强：

• 客户端代码可以一致地处理所有节点，无需判断类型
• 新增节点类型（如符号链接、压缩包）时，只需实现接口，不影响现有逻辑
• 适合需要递归操作的结构，如渲染菜单、计算总大小、搜索等

基本上就这些。Go 没有继承，但通过接口和组合，能很好地实现组合模式，简洁又灵活。关键在于定义好统一的行为契约，再由不同节点各自实现。

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