Java设计模式之-组合模式(Composite)

说起OO的特点，大家脑海中会立刻蹦出几个词：多态、继承(is-a)、组合(has-a)。

其中组合既可以作为一个特性，也可以作为一种特定的设计模式，但在两种场合中的含义有些区别。

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OO特点------组合

当把现实世界的各种物体抽象为类之后，很自然地想到类与类之间还存在不同的关系。重要的两种就是“is-a”和"has-a"。其中"has-a"就表示了组合，即：

Class Macan extends Prosche{
    private Machine machine;
    private List tires;
    private Framework framework; 
}

一辆macan首先是一辆保时捷（is-a)，而一辆macan有一个车框架，一个发动机和多个轮子（has-a)。按照这一理念建立起来的类便体现了组合的思想。

下面我们再看看设计模式中的组合是如何实现的。

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存在某种类A，它实现了接口I中定义的操作；另外存在类B，它表示了一个包含多个实现I接口的类的集合，且为了使B和它所包含的类的行为一致，B自身也应实现I接口。因此，B所包含的可能是A，也可能是另外一个或多个包含了A的B'

组合模式

这张图中MachineComponent是一个虚拟类，而非接口，而Machine和MachineComposite均继承了该类。另外在MachineComposite中还保存了一个MachineComponent的数组。这样就已经建立其了组合模式的基本结构。
但是在组合模式中需要特别关注的一点就是：是否有树形结构，是否有环形结构。
还是看上图的isTree函数，来判断当前是否是一个树。

在MachineComponent中我们定义：

public boolean isTree(){
    return isTree(new HashSet());
}

protected abstract boolean isTree(Set visited);

而在子类中，我们实现该isTree函数：

protected boolean isTree(Set visited) {
    if (visited.contains(this)) return false;
    visited.add(this);
    for (MachineComponent m : components) {
        if (!m.isTree(visited)) return false;
    }
    return true;
}

可以发现，在isTree我们维护了一个Set，以保证每一个元素只被访问了一次。如果存在当前元素已经在Set中的，isTree函数便会返回false.
判断是否为树结构非常重要，因为当我们对组合进行迭代遍历时，很可能不允许某一个子类被遍历多次。例如当前需要计算所有Machine的数量，如果有两个组合使用了同一个Machine，在组合进行计数时便会将其计算两次，这显然与实际不符。

另外整个组合中是否有环也需要仔细考虑。如果A中有B，B中有C，C中又有A，这个时候如果对A进行类似计数的操作，很可能就会发生死循环。如果对其进行类似isTree中访客记录的处理，可以避免此问题。

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综上，组合包含了两个主要的特性：

1. 一个组合对象，可以包含对应的单个对象，也可以包含另一个合适的组合对象。
2. 组合对象与单个对象应该实现共同的接口或继承共同的虚类，以获得相同的行为。