一起学设计模式 - 组合模式

摘要：组合模式的图组成部分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。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

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。

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UML：

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 
}

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("		Salary = " + this.salary);
        System.out.println("-------------");
    }
}

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("		Salary = " + this.salary);
        System.out.println("-------------");

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

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();
    }
}

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
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Name = 员工 - 小李        Salary = 10000.0
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Name = 员工 - 小王        Salary = 15000.0
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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();
}

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)

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。

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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