简明 组合模式（4.3）

标签：java   设计模式   

桌面上太多东西，会显得杂乱，于是人们使用各种容器将东西加以整理。将一系列基本对象(叶子对象)组合到一个容器中，容器又可以进一步放到另一个容器中。

组合模式（Composite Pattern）通过组合将构件最终构成一个树形结构。在计算机领域，树形结构广泛存在，如文件系统、菜单系统、GUI、Java(数据结构)容器、XML文件等等。组合模式的要点是：叶子对象和各种容器能够统一地处理。封装容器和叶子对象的通用操作的概念，通常称为构件/组件/Component。

程序员通常喜欢用树形结构的词汇介绍组合模式，如Component的通用替代词是Node，composite/合成物称为中间结点或branch，基本对象称为树叶等。

容器等同叶子

假设Client复制/ copy()文件系统的元素，此时不论是文件夹还是文件，可以使用抽象类型Node封装对容器Folder和叶子File的通用操作copy()，Node是Folder和File父类型。容器Folder需要存储和管理它所保存的Node(可以是文件夹或文件)。组合模式下，Client完全不用关心将要处理的文件系统元素是否叶子，“对组合对象的操作与对单一对象的操作具有一致性”。

例程 6 2容器
package structure.composite;
public interface Node{   
    public void copy();  //定义统一的接口  
}
package structure.composite;
import java.util.ArrayList;
public class Folder implements Node{
    private String folderName;
    //用于存储本Folder下的文件夹或文件   
    private ArrayList<Node> nodeList = new ArrayList<>();
  
    public Folder(String folderName){   
        this.folderName = folderName;   
    }  
    public void add(Node node){  //增加文件或文件夹   
        nodeList.add(node);   
    }
    /**
     * 递归的复制自己和所有子元素
     */  
    @Override public void copy(){
        System.out.println("复制文件夹：" + folderName); 
        for(Node x : nodeList){
            x.copy(); 
        }   
    }   
}

再看一个例子。在日常的组织结构中，员工/Employee组成部门，部门组成公司。假设需要统计公司的全部薪水，此时，并不需要位置等同Node的公司类、等同Folder的部门类。所有元素都是Employee对象，而公司CEO、部门经理的属性ArrayList<Employee>容纳其下属/subordinates。在此结构中，Employee可以有一个指向父结点的引用，以便于操作。

例程 6-4容器
package structure.composite;
import java.util.ArrayList;
public class Employee {
    String name;
    int salary;
    ArrayList<Employee> subordinates;
    boolean isLeaf;
    private Employee parent = null;

    public Employee(String name, int salary) {
        this(null,name,salary);
    }
    public Employee(Employee parent, String name, int salary) {
        this.parent = parent;
        this.name = name;
        this.salary = salary;
        subordinates = new ArrayList<>();        
    }

    public void setLeaf(boolean b) {
        isLeaf = b; //if true, do not allow children
    }

    public int getSalary() {        return salary;    }
    public String getName() {        return name;  }

    /************************************************/
    public boolean add(Employee e) {
        if (!isLeaf)   subordinates.add(e);
        return isLeaf;
    }

    public void remove(Employee e) {
        if (!isLeaf) subordinates.remove(e);
    }
    //树的查找
    public Employee getChild(String name) {
        Employee newEmp = null;
        if (this.getName().equals(name)){
            return this;
        }
        for(Employee x :subordinates){            
            newEmp = x.getChild(name);
            if(newEmp!=null)break;
        }
        return newEmp;     
    }

    public int getSalaries() {
        int sum = salary;
        for(Employee x :subordinates){
            sum += x.getSalaries();
        }
        return sum;
    }
}

使用组合模式时，一个费事的工作是将各种组件构成一个树形结构。正如GUI编程(一个组合模式的众所周知的应用)时所做的，大量的编写parent.add(child)。构建数据树的代码可以放在客户代码中，也可以封装到一个单独的类如Model中。客户代码中通常保存一个数据树的根元素。

构件Component的接口

一个较为理论性的话题，[GoF]在介绍组合模式时将它凸显出来：退化继承。

构件/Component是仅包含容器/Composite和叶子共同的操作——基本操作，还是包含容器用于管理其子元素的各种操作如add()，getChildren()？

如果构件仅包含基本操作，容器需要对Component扩展继承，当客户以Component声明元素时，容器扩展的方法不能够直接使用，必须将Component向下造型为Composite。换言之，客户将所有构件对象视为叶子。

另一方面，如果构件包含了容器所需的管理方法如add()，则叶子对象此的继承成为了限制继承/退化继承。客户以Component声明元素时，客户将所有构件对象视为容器。而叶子对象替代到应用环境中后，可能出现异常。这一种实现方式在[GoF]中称为透明性——“你可以一致地使用所有的组件”。事实上，它和前者在“透明性”上没有本质区别，前者将所有构件对象视为叶子，后者将所有构件对象视为容器。前者避免了退化继承从而使整个系统符合LSP。后者避免了向下造型或强制类型转换。这一方式，我们称之为大接口组合模式。

简明 组合模式（4.3）

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原文地址：http://blog.csdn.net/yqj2065/article/details/39449253