4.3 COMPOSITE（组合） — 对象结构型模式

1 意图

将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

2 动机

在绘图编辑器和图形捕捉系统这样的图形应用程序中，用户可以使用简单的组件创建复杂的图表。用户可以组合多个简单组件以形成一些较大的组件，这些组件又可以组合成更大的组件。一个简单的实现方法是为Text和Line这样的图元定义一些类，另外定义一些类作为这些图元的容器类( Container )。

然而这种方法存在一个问题：使用这些类的代码必须区别对待图元对象与容器对象，而实际上大多数情况下用户认为它们是一样的。对这些类区别使用，使得程序更加复杂。Composite模式描述了如何使用递归组合，使得用户不必对这些类进行区别，如下图所示。

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Composite模式的关键是一个抽象类，它既可以代表图元，又可以代表图元的容器。在图形系统中的这个类就是Graphic，它声明一些与特定图形对象相关的操作，例如Draw。同时它也声明了所有的组合对象共享的一些操作，例如一些操作用于访问和管理它的子部件。

Picture类定义了一个Graphic 对象的聚合。Picture 的Draw操作是通过对它的子部件调用Draw实现的，Picture还用这种方法实现了一些与其子部件相关的操作。由于Picture接口与Graphic接口是一致的，因此Picture对象可以递归地组合其他Picture对象。

下图是一个典型的由递归组合的Graphic对象组成的组合对象结构。

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3 适用性

以下情况使用Composite模式：

• 你想表示对象的部分-整体层次结构
• 你希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象

4 结构

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典型的Composite对象结构如下图所示：

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5 参与者

• component（Graphic）
  ——为组合中的对象声明接口
  ——在适当的情况下，实现所有类共有接口的缺省行为
  ——声明一个接口用于访问和管理Component的子组件
  ——（可选）在递归结构中定义一个接口，用于访问一个父部件，并在合适的情况下实现它。
• Leaf（Rectangle、Line、Text等）
  ——在组合中表示叶节点对象，叶节点没有子节点
  ——在组合中定义图元对象的行为
• Composite（Picture）
  ——定义有子部件的那些部件的行为
  ——存储子部件
  ——在Component接口中实现与子部件有关的操作
• Client
  ——通过Component接口操作组合部件的对象

6 协作

用户使用Component类接口与组合结构中的对象进行交互。如果接收者是一个叶节点，则直接处理请求。如果接受者是Composite，它通常将请求发送给它的子部件，在转发请求之前或之后可能执行一些辅助操作。

7 效果

• 1 定义了包含基本对象和组合对象的类层次结构，基本对象可以被组合成更复杂的组合对象，而这个组合对象又可以被组合；
• 2 简化客户代码：客户可以一致地使用组合结构和单个对象；
• 3 使得更容易增加新类型的组件；
• 4 使你的设计变得更加一般化。

8 实现

要考虑的问题：

• 1 显式的父部件引用：保持从子部件到父部件的引用能简化组合结构的遍历和管理；
• 2 共享组件；
• 3 最大化Component接口；
• 4 声明管理子部件的操作；
• 5 Component是否应该实现一个Component列表；
• 6 子部件排序；
• 7 使用高速缓冲存贮改善性能；
• 8 应该由谁删除Component
• 9 存贮组件最好用哪一种数据结构；

9 代码示例

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