组合模式（结构型）

目录

一、前言

二、透明组合模式

三、安全组合模式

四、总结

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一、前言

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

        组合模式由以下角色组成：

Component（抽象组件）：

一般是接口或者抽象类，是叶子构件和容器构件对象声明接口，抽象出访问以及管理子构件的方法，可以看做是根节点

Leaf（叶子结点）：

在组合中表示叶子节点对象，叶子节点没有子节点，也就没有子构件

Composite（复合节点）：

复合节点可以包含子节点，子节点可以是叶子节点，也可以是其他复合节点。可以看做是树枝节点

        整个组合模式的结构图：

二、透明组合模式

        组合模式分为透明和安全两种方式，在透明方式中，抽象组件中会声明所有类中的方法，客户端无法区别树叶对象和树枝对象，对客户端是透明的。但在树叶节点中，本来没有添加、删除放大，但却要实现它，是没有意义的。

        比如公司组织建构，公司有总公司，总公司下有财务部门、技术部门等，还有分公司，分公司也有财务部门，技术部门等。如果按照传统方式，总公司的财务部门、技术部门等需要代码实现，分公司的财务部门、技术部门也需要代码实现，但现实中这些部门的职责差不多，分公司其实可以复用总公司的财务部门、技术部门类。

        根据组合模式，我们便有以下代码实现：

        抽象组件Component类，即根节点：

public abstract class Component {abstract void add(Component component);abstract void remove(Component component);abstract void display(int depth);abstract void operation();
}

        复合节点Composite类，即树枝节点：

public class Composite extends Component{private List<Component> children = new ArrayList<>();private String name;public Composite(String name) {this.name = name;}@Overridevoid add(Component component) {children.add(component);}@Overridevoid remove(Component component) {children.remove(component);}@Overridevoid display(int depth) {System.out.println("深度:" + depth + " 名称:" + name);for (Component component : children) {component.display(depth + 1);}}@Overridevoid operation() {for (Component component : children){component.operation();}}
}

        叶子节点财务部门LeafOne类：

public class LeafOne extends Component{private String name;public LeafOne(String name) {this.name = name;}@Overridevoid add(Component component) {}@Overridevoid remove(Component component) {}@Overridevoid display(int depth) {System.out.println("深度:" + depth + " 名称:" + name);}@Overridevoid operation() {System.out.println(name + "财务操作");}
}

        叶子节点财务部门LeafTwo类：

public class LeafTwo extends Component{private String name;public LeafTwo(String name) {this.name = name;}@Overridevoid add(Component component) {}@Overridevoid remove(Component component) {}@Overridevoid display(int depth) {System.out.println("深度:" + depth + " 名称:" + name);}@Overridevoid operation() {System.out.println(name + "技术操作");}
}

        客户端调用类：

public class Client {public static void main(String[] args) {Component component = new Composite("北京总公司");component.add(new LeafOne("北京总公司财务部门"));component.add(new LeafTwo("北京总公司技术部门"));Component component1 = new Composite("上海分公司");component1.add(new LeafOne("上海分公司财务部门"));component1.add(new LeafTwo("上海分公司技术部门"));component.add(component1);Component component2 = new Composite("深圳分公司");component2.add(new LeafOne("深圳分公司财务部门"));component2.add(new LeafTwo("深圳分公司技术部门"));component.add(component2);System.out.println("公司架构：");component.display(1);System.out.println("职能：");component.operation();}
}

        运行结果：

三、安全组合模式

        相较于透明方式的组合模式，安全方式主要在抽象组件中不包含添加、删除操作，客户端调用中区分复合节点和叶子节点。

        抽象组件Component类：

public abstract class Component {abstract void display(int depth);abstract void operation();
}

        复合节点Composite类：

public class Composite extends Component{private List<Component> children = new ArrayList<>();private String name;public Composite(String name) {this.name = name;}public void add(Component component) {children.add(component);}public void remove(Component component) {children.remove(component);}@Overridevoid display(int depth) {System.out.println("深度:" + depth + " 名称:" + name);for (Component component : children) {component.display(depth + 1);}}@Overridevoid operation() {for (Component component : children){component.operation();}}
}

        叶子节点财务部门LeafOne类：

public class LeafOne extends Component {private String name;public LeafOne(String name) {this.name = name;}@Overridevoid display(int depth) {System.out.println("深度:" + depth + " 名称:" + name);}@Overridevoid operation() {System.out.println(name + "财务操作");}
}

        叶子节点财务部门LeafTwo类：

public class LeafTwo extends Component{private String name;public LeafTwo(String name) {this.name = name;}@Overridevoid display(int depth) {System.out.println("深度:" + depth + " 名称:" + name);}@Overridevoid operation() {System.out.println(name + "技术操作");}
}

        客户端调用：

public class Client {public static void main(String[] args) {Composite composite = new Composite("北京总公司");composite.add(new LeafOne("北京总公司财务部门"));composite.add(new LeafTwo("北京总公司技术部门"));Composite composite1 = new Composite("上海分公司");composite1.add(new LeafOne("上海分公司财务部门"));composite1.add(new LeafTwo("上海分公司技术部门"));composite.add(composite1);Composite composite2 = new Composite("深圳分公司");composite2.add(new LeafOne("深圳分公司财务部门"));composite2.add(new LeafTwo("深圳分公司技术部门"));composite.add(composite2);System.out.println("公司架构：");composite.display(1);System.out.println("职能：");composite.operation();}
}

        运行结果：

四、总结

        优点与缺点

优点：

1、高层模块(客户端)调用简单。组合模式使得客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象，无须关心自己处理的是单个对象，还是组合对象，这简化了客户端代码

2、节点自由增加,更容易在组合体内加入新的对象，客户端不会因为加入了新的对象而更改源代码，满足“开闭原则”

缺点：

1、在使用组合模式时，其叶子和树枝的声明都是实现类，而不是接口，违反了依赖倒置原则

2、设计较复杂，客户端需要花更多时间理清类之间的层次关系

3、不容易限制容器中的构件

4、不容易用继承的方法来增加构件的新功能

        使用场景：

        当需求中是体现部分与整体层次的结构时，以及希望用户可以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时，就应该考虑组合模式。      

        Spring中IOC就使用到组合模式，通过将组件组合成树形结构，实现了对象的依赖关系管理和生命周期控制。比如Spring中的CompositeCacheManager，Spring用来管理多个CacheManager的复合类。

文件系统：

组合模式可以用来表示文件系统的层次结构，使得客户端可以以统一的方式操作文件和文件夹，例如创建、删除、移动等。

组织机构：

组合模式可以用于表示组织机构的层次结构，例如公司的组织结构可以以树形结构来表示，根节点表示公司，子节点表示部门，叶子节点表示员工。使用组合模式可以统一地管理公司的组织结构，例如添加、删除部门或员工，查找某个部门的员工等。

图形界面控件：

图形界面中的控件可以被看作是一个层次结构，例如窗口控件可以包含按钮控件和文本框控件，按钮控件又可以包含图片控件等。组合模式可以用来表示控件的层次结构，使得客户端可以以统一的方式操作控件，例如添加、删除、遍历等。

菜单和菜单项：

在图形界面中，菜单可以包含菜单项，菜单项可以是子菜单或者普通的操作项。组合模式可以用来表示菜单和菜单项的层次结构，使得客户端可以以统一的方式操作菜单和菜单项，例如添加、删除、遍历等。