设计模式:组合模式（Composite）

定义与结构

组合(Composite)模式的其它翻译名称也很多，比如合成模式、树模式等等。在《设计模式》一书中给出的定义是：将对象以树形结构组织起来，以达成“部分－整体”的层次结构，使得客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

从定义中可以得到使用组合模式的环境为：在设计中想表示对象的“部分－整体”层次结构；希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，统一地使用组合结构中的所有对象。

看下组合模式的组成。
1) 抽象构件角色(Component)：它为组合中的对象声明接口，也可以为共有接口实现缺省行为。
2) 树叶构件角色(Leaf)：在组合中表示叶节点对象——没有子节点，实现抽象构件角色声明的接口。
3) 树枝构件角色(Composite)：在组合中表示分支节点对象——有子节点，实现抽象构件角色声明的接口；存储子部件。

下图为组合模式的类图表示

如图所示，不管你使用的是Leaf 类还是Composite 类，对于客户程序来说都是一样的——客户仅仅知道Component 这个抽象类。而且在Composite 类中还持有对Component抽象类的引用，这使得Composite 中可以包含任何Component 抽象类的子类。

就向上图表示的那样，Composite 对象和leaf 对象组成了树型结构，而且符合树的定义。

组合模式的实现

我们有一个类 Employee，该类被当作组合模型类。CompositePatternDemo，我们的演示类使用 Employee 类来添加部门层次结构，并打印所有员工。
创建 Employee 类，该类带有 Employee 对象的列表。
Employee.java

public class Employee {
   private String name;
   private String dept;
   private int salary;
   private List<Employee> subordinates;

   //构造函数
   public Employee(String name,String dept, int sal) {
      this.name = name;
      this.dept = dept;
      this.salary = sal;
      subordinates = new ArrayList<Employee>();
   }

   public void add(Employee e) {
      subordinates.add(e);
   }

   public void remove(Employee e) {
      subordinates.remove(e);
   }

   public List<Employee> getSubordinates(){
     return subordinates;
   }

   public String toString(){
      return ("Employee :[ Name : "+ name 
      +", dept : "+ dept + ", salary :"
      + salary+" ]");
   }   
}

使用 Employee 类来创建和打印员工的层次结构。
CompositePatternDemo.java

public class CompositePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Employee CEO = new Employee("John","CEO", 30000);

      Employee headSales = new Employee("Robert","Head Sales", 20000);

      Employee headMarketing = new Employee("Michel","Head Marketing", 20000);

      Employee clerk1 = new Employee("Laura","Marketing", 10000);
      Employee clerk2 = new Employee("Bob","Marketing", 10000);

      Employee salesExecutive1 = new Employee("Richard","Sales", 10000);
      Employee salesExecutive2 = new Employee("Rob","Sales", 10000);

      CEO.add(headSales);
      CEO.add(headMarketing);

      headSales.add(salesExecutive1);
      headSales.add(salesExecutive2);

      headMarketing.add(clerk1);
      headMarketing.add(clerk2);

      //打印该组织的所有员工
      System.out.println(CEO); 
      for (Employee headEmployee : CEO.getSubordinates()) {
         System.out.println(headEmployee);
         for (Employee employee : headEmployee.getSubordinates()) {
            System.out.println(employee);
         }
      }     
   }
}

验证输出

Employee :[ Name : John, dept : CEO, salary :30000 ]
Employee :[ Name : Robert, dept : Head Sales, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Richard, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Rob, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Michel, dept : Head Marketing, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Laura, dept : Marketing, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Bob, dept : Marketing, salary :10000 ]

优缺点

从上面的举例中可以看到，组合模式有以下优点：
1) 使客户端调用简单，客户端可以一致的使用组合结构或其中单个对象，用户就不必关心
自己处理的是单个对象还是整个组合结构，这就简化了客户端代码。
2) 更容易在组合体内加入对象部件. 客户端不必因为加入了新的对象部件而更改代码。这
一点符合开闭原则的要求，对系统的二次开发和功能扩展很有利！
当然组合模式也少不了缺点：组合模式不容易限制组合中的构件。

总结

组合模式是一个应用非常广泛的设计模式，在前面已经介绍过的解释器模式、享元模式
中都是用到了组合模式。它本身比较简单但是很有内涵，掌握了它对你的开发设计有很大的
帮助。