JAVA设计模式——组合模式

组合模式（又称“部分-整体”模式）是一种结构型设计模式。组合模式的思想是：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

组合模式涉及3个角色：

• 抽象组件（Component）：组合中所有具体组件的抽象接口，用于规范组件的属性和行为，相当于树的节点（Node）。
• 具体组件（Composite）：组合中每个具体的组件，相当于树的枝节点。
• 未端具体组件（Leaf）：位于未端面的具体组件，没有子节点，相当于树的叶子节点。

结构图：

具体代码实现：

抽象节点：

public abstract class Node {
    private String name; // 节点名

    public abstract void add(Node node); // 添加一个子节点
    public abstract void remove(Node node); // 删除一个子节点
    public abstract void eachChild(); // 遍历子节点（包括自身）

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

具体节点：

public class Composite extends Node {

    private List list = new ArrayList<>();

    public Composite(String name) {
        this.setName(name);
    }

    @Override
    public void add(Node node) {
        list.add(node);
    }

    @Override
    public void remove(Node node) {
        list.remove(node);
    }

    @Override
    public void eachChild() {
        System.out.printf("this is %s\n", this.getName()); // 打印自己
        for (Node node : list) {
            node.eachChild(); // 递归
        }
    }
}

叶子节点：

public class Leaf extends Node {

    public Leaf(String name) {
        this.setName(name);
    }

    @Override
    public void add(Node node) {
        // 叶子节点不能添加子节点
        throw new RuntimeException("Leaf cannot add element!!");
    }

    @Override
    public void remove(Node node) {
        // 叶子节点没有子节点可以被删除
        throw new RuntimeException("Cannot remove element because Leaf have no Child Node!!");
    }

    @Override
    public void eachChild() {
        System.out.printf("this is %s\n", this.getName()); // 打印自己
    }
}

树（客户）：

public class Tree {
    private Node root;

    public Node getRoot() {
        return root;
    }

    public void setRoot(Node root) {
        this.root = root;
    }

    public void show() {
        root.eachChild();
    }

}

// 测试
class CompositeTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 声明若干节点
        Node root = new Composite("ROOT");
        Node left = new Composite("LEFT");
        Node l1 = new Leaf("L1");
        Node right = new Composite("RIGHT");
        Node r1 = new Leaf("R1");
        Node r2 = new Leaf("R2");

        // 构造一棵树，遍历看看效果
        left.add(l1);
        right.add(r1);
        right.add(r2);
        root.add(left);
        root.add(right);

        Tree tree = new Tree();
        tree.setRoot(root);
        tree.show();

        // 删除一个节点看看效果
        System.out.println("==========");
        right.remove(r1);
        tree.show();

    }
}

运行结果：

this is ROOT
this is LEFT
this is L1
this is RIGHT
this is R1
this is R2
==========
this is ROOT
this is LEFT
this is L1
this is RIGHT
this is R2

组合模式解耦了客户程序与复杂元素内部结构，从而使客户程序可以向处理简单元素一样来处理复杂元素。

组合模式让你可以优化处理递归或分级数据结构。如果想要创建层次结构，并可以在其中以相同的方式对待所有元素，那么组合模式就是最理想的选择。