一起学设计模式 - 组合模式

组合模式（Composite Pattern）属于结构型模式的一种，组合多个对象形成树形结构来表示部分 - 整体的结构层次，对单个对象（叶子对象）和组合对象（容器对象）的使用具有一致性

概述

组合模式对单个对象(叶子对象)和组合对象(容器对象)具有一致性，它将对象组织到树结构中，可以用来描述整体与部分的关系。同时它也模糊了简单元素(叶子对象)和复杂元素(容器对象)的概念，使得客户能够像处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使客户程序能够与复杂元素的内部结构解耦。

组合模式的UML图

组成部分

• Component（组合对象）：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默认行为，声明用于访问和管理其子组件的接口。

• Leaf（叶子对象）：定义组合中原始对象的行为，叶子节点下再无节点

• Composite（容器对象）：定义所有节点行为，存储子组件，在Component接口中实现与子组件有关操作，如增加(add)和删除(remove)等。

案例

在一个公司中，有5名员工。最高的职位是1名总经理。总经理下，有两名员工，一名是经理，另一名是开发人员，另外一名经理有两名开发人员在他下面工作。所有员工的名字和薪水从上到下。

树结构例如：

透明方式

透明方式UML：

1. 创建Employee（组合对象）的接口文件，含基本操作

public interface Employee {

    void add(Employee employee);

    void remove(Employee employee);

    void print();
    //省略其它方法,如 getChild 
}

1. 创建Developer（叶子节点），所有访问子项相关的所有操作都将为空，因为它没有子项，但透明方式的缘故，即使用不上也需定义空实现

public class Developer implements Employee {

    private String name;
    private double salary;

    public Developer(String name, double salary) {
        this.name = name;
        this.salary = salary;
    }

    @Override
    public void add(Employee employee) {
        //叶子节点，该方法不适用于当前类
    }

    @Override
    public void remove(Employee employee) {
        //叶子节点，该方法不适用于当前类
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println("-------------");
        System.out.print("Name = " + this.name);
        System.out.println("\t\tSalary = " + this.salary);
        System.out.println("-------------");
    }
}

1. 创建Manager（容器对象），具有访问和修改子对象的方法。

public class Manager implements Employee {
    private String name;
    private double salary;

    public Manager(String name, double salary) {
        this.name = name;
        this.salary = salary;
    }

    private List employees = new ArrayList<>();

    @Override
    public void add(Employee employee) {
        employees.add(employee);
    }

    @Override
    public void remove(Employee employee) {
        employees.remove(employee);
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println("-------------");
        System.out.print("Name = " + this.name);
        System.out.println("\t\tSalary = " + this.salary);
        System.out.println("-------------");

        for (Employee employee : employees) {
            employee.print();
        }
    }
}

1. Client测试类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Employee emp1 = new Developer("员工 - 小李", 10000);
        Employee emp2 = new Developer("员工 - 小王", 15000);
        Employee manager1 = new Manager("经理 - 邱东", 25000);
        manager1.add(emp1);
        manager1.add(emp2);
        Employee emp3 = new Developer("员工 - 小唐", 20000);
        Manager generalManager = new Manager("总经理 - 覃飞", 50000);
        generalManager.add(emp3);
        generalManager.add(manager1);
        generalManager.print();
    }
}

1. 运行结果

-------------
Name = 总经理 - 覃飞        Salary = 50000.0
-------------
-------------
Name = 员工 - 小唐        Salary = 20000.0
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-------------
Name = 经理 - 邱东        Salary = 25000.0
-------------
-------------
Name = 员工 - 小李        Salary = 10000.0
-------------
-------------
Name = 员工 - 小王        Salary = 15000.0
-------------

安全方式

安全方式UML：

只保留公共部分，Component（组合对象）中不去申明add/remove等方法，这样Leaf（叶子对象）就不用去实现它了，而是在Composite中申明所有管理子类对象的方法，但由于这样做不够透明，相对安全

public interface Employee {
    void print();
}

JDK中的用法

• java.util.Map#putAll(Map)

• java.util.List#addAll(Collection)

• java.util.Set#addAll(Collection)

• java.nio.ByteBuffer#put(ByteBuffer) (CharBuffer, ShortBuffer, IntBuffer, LongBuffer, FloatBuffer, DoubleBuffer)

总结

• 组合模式用于将多个对象组合成树形结构以表示整体-部分的结构层次。组合模式对单个对象（叶子对象）和组合对象（容器对象）的使用具有一致性。

• 组合对象的关键在于它定义了一个抽象构建类，它既可表示叶子对象，也可表示容器对象，客户仅仅需要针对这个抽象构建进行编程，无须知道他是叶子对象还是容器对象，都是一致对待。

• 组合模式虽然能够非常好地处理层次结构，也使得客户端程序变得简单，但是它也使得设计变得更加抽象，而且也很难对容器中的构件类型进行限制，这会导致在增加新的构件时会产生一些问题。

优点

• 可以清楚地定义分层次的复杂对象，表示对象的全部或部分层次，使得增加新构件也更容易。

• 客户端调用简单，客户端可以一致的使用组合结构或其中单个对象。

• 更容易在组合体内加入对象构件，客户端不必因为加入了新的对象构件而更改原有代码。

缺点

• 设计变得更加抽象，业务规则复杂的对象，组合模式实现就越困难，且不是所有的方法都与叶子对象子类都有关联

适用场景

• 需要表示一个对象整体或部分层次，在具有整体和部分的层次结构中，希望通过一种方式忽略整体与部分的差异，可以一致地对待它们。

• 让客户能够忽略不同对象层次的变化，客户端可以针对抽象构件编程，无须关心对象层次结构的细节。

- 说点什么

参考文献：https://www.cnblogs.com/chenssy/p/3299719.html

全文代码：https://gitee.com/battcn/design-pattern/tree/master/Chapter7/battcn-composite

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