【组合模式-composite】

组合模式，英文为COMPOSITE模式，属于对象结构型模式。用于组合多个对象形成树形结构以表示具有“整体—部分”关系的层次结构。组合模式对单个对象（即叶子对象）和组合对象（即容器对象）的使用具有一致性。通常树形结构，比如公司组织结构，文件目录，系统菜单，xml文件解析等都可以采用组合模式实现。

一、适用场景

1、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，客户端可以一致地对待它们。

2、 在一个使用面向对象语言开发的系统中需要处理一个树形结构。

3、在一个系统中能够分离出叶子对象和容器对象，而且它们的类型不固定，需要增加一些新的类型。

二、UML图

组合模式的关键是定义了一个抽象构件类，它既可以代表叶子，又可以代表容器，而客户端针对该抽象构件类进行编程，无须知道它到底表示的是叶子还是容器，可以对其进行统一处理。同时容器对象与抽象构件类之间还建立一个聚合关联关系，在容器对象中既可以包含叶子，也可以包含容器，以此实现递归组合，形成一个树形结构。

三、Java实现

    

     package 
     study
     .
     patterns
     .
     composite
     ;
    
    


    
    

     import 
     java.util.ArrayList
     ;
    
    

     import 
     java.util.List
     ;
    
    

     /**
    
    

      * 组合模式：组合多个对象形成树形结构以表示具有“整体—部分”关系的层次结构。
    
    

      * 组合模式对单个对象（即叶子对象）和组合对象（即容器对象）的使用具有一致性。
    
    

      * @author qbg
    
    

      */
    
    

     public 
     class 
     CompositePattern 
     {
    
    
	
     public 
     static 
     void 
     main
     (
     String
     [] 
     args
     ) 
     {
    
    
		
     IMessage 
     forum 
     = 
     new 
     Forum
     (
     "灌水区"
     , 
     "admin"
     );
    
    
		
     IMessage 
     m1 
     = 
     new 
     PostMessage
     (
     "张三"
     , 
     "大象进医院了！！！"
     );
    
    
		
     IMessage 
     m2 
     = 
     new 
     PostMessage
     (
     "李四"
     , 
     "怎么可能？"
     );
    
    
		
     IMessage 
     m3 
     = 
     new 
     PostMessage
     (
     "张三"
     , 
     "怎么不可能？！大象踩着蚂蚁，然后骨折了！！！"
     );
    
    
		
     m1
     .
     add
     (
     m2
     );
    
    
		
     m2
     .
     add
     (
     m3
     );
    
    
		
     forum
     .
     add
     (
     m1
     );
    
    
		
     forum
     .
     print
     ();
    
    
	
     }
    
    

     }
    
    

     /**
    
    

      * 论坛版块，帖子抽象接口。
    
    

      */
    
    

     interface 
     IMessage
     {
    
    
	
     public 
     void 
     add
     (
     IMessage 
     message
     );
    
    
	
     public 
     void 
     delete
     (
     int 
     i
     );
    
    
	
     public 
     IMessage 
     getChild
     (
     int 
     i
     );
    
    
	
     public 
     void 
     print
     ();
    
    

     }
    
    

     /**
    
    

      * 论坛帖子：原始帖或回帖
    
    

      */
    
    

     class 
     PostMessage 
     implements 
     IMessage
     {
    
    
	
     private 
     String 
     content
     ; 
     //内容
    
    
	
     private 
     String 
     author
     ; 
     //发帖人
    
    
	
     private 
     List
     <
     IMessage
     > 
     messages 
     = 
     new 
     ArrayList
     <
     IMessage
     >();
     //回帖
    
    
	
    
    
	
     public 
     PostMessage
     (
     String 
     author
     ,
     String 
     content
     ){
    
    
		
     this
     .
     author 
     = 
     author
     ;
    
    
		
     this
     .
     content 
     = 
     content
     ;
    
    
	
     }
    
    
	
    
    
	
     @Override
    
    
	
     public 
     void 
     add
     (
     IMessage 
     message
     ) 
     {
    
    
		
     messages
     .
     add
     (
     message
     );
    
    
	
     }
    
    


    
    
	
     @Override
    
    
	
     public 
     void 
     delete
     (
     int 
     i
     ) 
     {
    
    
		
     if
     (
     i
     >
     messages
     .
     size
     ()){
    
    
			
     throw 
     new 
     IllegalArgumentException
     (
     "索引越界..."
     );
    
    
		
     }
    
    
		
     messages
     .
     remove
     (
     i
     );
    
    
	
     }
    
    


    
    
	
     @Override
    
    
	
     public 
     IMessage 
     getChild
     (
     int 
     i
     ) 
     {
    
    
		
     return 
     messages
     .
     get
     (
     i
     );
    
    
	
     }
    
    
	
    
    
	
     @Override
    
    
	
     public 
     void 
     print
     () 
     {
    
    
		
     System
     .
     out
     .
     println
     (
     author
     +
     "说："
     +
     content
     );
    
    
		
     //递归调用成员构件的业务方法实现
    
    
		
     for
     (
     IMessage 
     message 
     : 
     messages
     ){
    
    
			
     message
     .
     print
     ();
    
    
		
     }
    
    
	
     }
    
    

     }
    
    

     /**
    
    

      * 论坛版块：由相应帖子组成
    
    

      */
    
    

     class 
     Forum 
     implements 
     IMessage
     {
    
    
	
     private 
     String 
     name
     ; 
     //版块名
    
    
	
     private 
     String 
     admin
     ;
     //版主
    
    
	
     private 
     List
     <
     IMessage
     > 
     messages 
     = 
     new 
     ArrayList
     <
     IMessage
     >();
     //帖子
    
    
	
    
    
	
     public 
     Forum
     (
     String 
     name
     ,
     String 
     admin
     ){
    
    
		
     this
     .
     name 
     = 
     name
     ;
    
    
		
     this
     .
     admin 
     = 
     admin
     ;
    
    
	
     }
    
    
	
    
    
	
     @Override
    
    
	
     public 
     void 
     add
     (
     IMessage 
     message
     ) 
     {
    
    
		
     messages
     .
     add
     (
     message
     );
    
    
	
     }
    
    


    
    
	
     @Override
    
    
	
     public 
     void 
     delete
     (
     int 
     i
     ) 
     {
    
    
		
     if
     (
     i
     >
     messages
     .
     size
     ()){
    
    
			
     throw 
     new 
     IllegalArgumentException
     (
     "索引越界..."
     );
    
    
		
     }
    
    
		
     messages
     .
     remove
     (
     i
     );
    
    
	
     }
    
    


    
    
	
     @Override
    
    
	
     public 
     IMessage 
     getChild
     (
     int 
     i
     ) 
     {
    
    
		
     return 
     messages
     .
     get
     (
     i
     );
    
    
	
     }
    
    


    
    
	
     @Override
    
    
	
     public 
     void 
     print
     () 
     {
    
    
		
     System
     .
     out
     .
     println
     (
     "版块："
     +
     name
     +
     ",管理员："
     +
     admin
     );
    
    
		
     System
     .
     out
     .
     println
     (
     "帖子内容："
     );
    
    
		
     //递归调用成员构件的业务方法实现
    
    
		
     for
     (
     IMessage 
     message 
     : 
     messages
     ){
    
    
			
     message
     .
     print
     ();
    
    
		
     }
    
    
	
     }
    
    

     }
    

运行结果：

[java]  view plain copy

1. 版块：灌水区,管理员：admin  
2. 帖子内容：  
3. 张三说：大象进医院了！！！  
4. 李四说：怎么可能？  
5. 张三说：怎么不可能？！大象踩着蚂蚁，然后骨折了！！！  

四、模式优缺点

优点：
1、组合模式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，它让客户端忽略了层次的差异，方便对整个层次结构进行控制。
2、客户端可以一致地使用一个组合结构或其中单个对象，不必关心处理的是单个对象还是整个组合结构，简化了客户端代码。
3、在组合模式中增加新的容器构件和叶子构件都很方便，无须对现有类库进行任何修改，符合“开闭原则”。
4、组合模式为树形结构的面向对象实现提供了一种灵活的解决方案，通过叶子对象和容器对象的递归组合，可以形成复杂的树形结构，但对树形结构的控制却非常简单。

缺点：
1、 在增加新构件时很难对容器中的构件类型进行限制。有时候我们希望一个容器中只能有某些特定类型的对象，例如在某个文件夹中只能包含文本文件，使用组合模式时，不能依赖类型系统来施加这些约束，因为它们都来自于相同的抽象层，在这种情况下，必须通过在运行时进行类型检查来实现，这个实现过程较为复杂。