设计模式（九）组合模式（Composite）-结构型

组合模式Composite

组合模式也叫合成模式，又叫树形模式，就是把部分和整体的关系用树形结构来表示，是的客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性，可以看出，这里的部分和整体之间在功能上是类似的，对于这种类似性，通常可以采用继承的方式来实现，根据面向对象的设计原则，尽量使用组合而非继承，因此合成模式也是继承的一个替换方案。

1.组合模式结构

组合模式实现原理图

2. 构建模式的组成

组合模式主要3个部分：抽象类，叶子类，父类。
抽象构件角色（component）：这是一个抽象角色，它给参加组合的定义出公共的接口以及默认的行为。可以来管理所有的子对象。在安全式的合成模式里面，构件角色并不是定义管理子对象的方法，这一定义由树形构件对象给出。
树叶构件角色(Leaf)：在组合树中表示叶节点对象，叶节点没有子节点。并在组合中定义图元对象的行为。
树枝构件角色（Composite）：定义有子部件的那些部件的行为。存储子部件。在Component接口中实现与子部件有关的操作。
客户角色（Client）：通过component接口操纵组合部件的对象。

3. 组合模式功效

（1) 定义了包含基本对象和组合对象的类层次结构 基本对象可以被组合成更复杂的组合对象，而这个组合对象又可以被组合，这样不断的递归下去。客户代码中，任何用到 基本对象的地方都可以使用组合对象。
（2)简化客户代码 客户可以一致地使用组合结构和单个对象。通常用户不知道 (也不关心)处理的是一个叶节点还是一个组合组件。这就简化了客户代码 , 因为在定义组合的那些类中不需要写一些充斥着选择语句的函数。
（3)使得更容易增加新类型的组件 新定义的Composite或Leaf子类自动地与已有的结构和客户代码一起工作，客户程序不需因新的Component类而改变。
（4)使你的设计变得更加一般化 容易增加新组件也会产生一些问题，那就是很难限制组合中的组件。有时你希望一个组合只能有某些特定的组件。使用Composite时，你不能依赖类型系统施加这些约束，而必须在运行时刻进行检查。

4．实现代码

举例：生活中经常用到的加减乘除运算，有时还要对基本运算后的数据再次运算，下面使用组合模式实现。
SalaryComputer.java

package com.devin.composite; 
/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn
 * @version 创建时间：2015年4月25日 上午9:16:12 
 * 类说明 
 */
public interface SalaryComputer {
    public double computer(double m,double n);
}

加法运算类代码：
Add.java

package com.devin.composite; 
/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn
 * @version 创建时间：2015年4月25日 上午9:16:47 
 * 类说明 
 */
public class Add implements SalaryComputer{

    @Override
    public double computer(double m, double n) {
        return m+n;
    }
}

减法类实现代码：
Subtract.java

package com.devin.composite; 
/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn
 * @version 创建时间：2015年4月25日 上午9:16:47 
 * 类说明 
 */
public class Subtract implements SalaryComputer{

    @Override
    public double computer(double m, double n) {
        return m-n;
    }

}

乘法类实现代码：
Multiplication.java

package com.devin.composite; 
/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn
 * @version 创建时间：2015年4月25日 上午9:16:47 
 * 类说明 
 */
public class Multiplication implements SalaryComputer{

    @Override
    public double computer(double m, double n) {
        return m*n;
    }

}

除法类实现代码：
Division.java

package com.devin.composite; 
/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn
 * @version 创建时间：2015年4月25日 上午9:16:47 
 * 类说明 
 */
public class Division implements SalaryComputer{

    @Override
    public double computer(double m, double n) {
        return m/n;
    }
}

组合类运算代码：
Composite.java

package com.devin.composite; 

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn 
 * @version 创建时间：2015年4月25日 上午9:18:20 
 * 类说明 
 */
public class Composite implements SalaryComputer {
    private List<SalaryComputer> list = new ArrayList<SalaryComputer>();

    public void add(SalaryComputer salaryComputer){
        list.add(salaryComputer);
    }

    public void remove(SalaryComputer salaryComputer){
        list.remove(salaryComputer);
    }   
    @Override
    public double computer(double m, double n) {
        double count = 0;
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            SalaryComputer salaryComputer = (SalaryComputer)list.get(i);
            count+= salaryComputer.computer(m, n);
        }
        System.out.println("m=" + m + ",n="+ n +" 计算后的结果为"+count);
        return count;
    }
}

客户端代码:
Client.java

package com.devin.composite; 
/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn 
 * @version 创建时间：2015年4月25日 上午9:23:46 
 * 类说明 
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Composite salaryComputer = new Composite();
        salaryComputer.add(new Division());
        salaryComputer.computer(2000, 5);
    }
}

5. 测试结果

m=1000.0,n=5.0 计算后的结果为200.0

6. 组合模式和其他相关模式

（1）装饰模式（Decorator模式）经常与Composite模式一起使用。当装饰和组合一起使用时，它们通常有一个公共的父类。因此装饰必须支持具有 Add、Remove和GetChild 操作的Component接口。
（2）享元模式(Flyweight)模式让你共享组件，但不再能引用他们的父部件。
（3）迭代器模式(Itertor)可用来遍历Composite。
（4）观察者模式(Visitor)将本来应该分布在Composite和L e a f类中的操作和行为局部化。

7. 总结

• 组合模式解耦了客户程序与复杂元素内部结构，从而使客户程序可以向处理简单元素一样来处理复杂元素。
• 如果你想要创建层次结构，并可以在其中以相同的方式对待所有元素，那么组合模式就是最理想的选择.

实际中的应用

JUnit单元测试框架等。