設計模式之Composite(組合)

组合模式解析

最新推荐文章于 2025-08-28 23:26:59 发布

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本文介绍组合模式的基本概念，通过实例展示了如何使用组合模式实现部分-整体的层次结构，并以论坛为例说明其实际应用。

Composite 定義 :
將物件以樹形結構組織起來 , 以達成 “ 部分－整體 ” 的層次結構，使得用戶端對單個物件和組合物件的使用具有一致性。

Composite 比較容易理解，想到 Composite 就應該想到樹形結構圖。組合體內這些物件都有共同介面 , 當組合體一個物件的方法被呼叫執行時， Composite 將遍曆 (Iterator) 整個樹形結構 , 尋找同樣包含這個方法的物件並實現呼叫執行。可以用牽一動百來形容。

所以 Composite 模式使用到 Iterator 模式，和 Chain of Responsibility 模式類似。

Composite 好處 :
1. 使用戶端呼叫簡單，用戶端可以一致的使用組合結構或其中單個物件，用戶就不必關係自己處理的是單個物件還是整個組合結構，這就簡化了用戶端代碼。
2. 更容易在組合體內加入物件部件。用戶端不必因爲加入了新的物件部件而更改代碼。

如何使用 Composite?
首先定義一個介面或抽象類別，這是設計模式通用方式了，其他設計模式對介面內部定義限制不多， Composite 卻有個規定，那就是要在介面內部定義一個用於訪問和管理 Composite 組合體的物件們（或稱部件 Component ）。

下面的代碼是以抽象類別定義，一般儘量用介面 interface,

public abstract class Equipment
{
　　 private String name;
　　 // 網路價格
　　 public abstract double netPrice();
　　 // 折扣價格
　　 public abstract double discountPrice();
　　 // 增加部件方法　　
　　 public boolean add(Equipment equipment) { return false; }
　　 // 刪除部件方法
　　 public boolean remove(Equipment equipment) { return false; }
　　 // 注意這裏，這裏就提供一種用於訪問組合體類別的部件方法。
　　 public Iterator iter() { return null; }
　　
　　 public Equipment(final String name) { this.name=name; }
}

抽象類別 Equipment 就是 Component 定義，代表著組合體類別的物件們 ,Equipment 中定義幾個共同的方法。

public class Disk extends Equipment
{
　　 public Disk(String name) { super(name); }
　　 // 定義 Disk 網路價格爲 1
　　 public double netPrice() { return 1.; }
　　 // 定義了 disk 折扣價格是 0.5 對折。
　　 public double discountPrice() { return .5; }
}

Disk 是組合體內的一個物件，或稱一個部件，這個部件是個單獨元素 ( Primitive) 。
還有一種可能是，一個部件也是一個組合體，就是說這個部件下面還有 ' 兒子 ' ，這是樹形結構中通常的情況，應該比較容易理解。現在我們先要定義這個組合體：

abstract class CompositeEquipment extends Equipment
{
　　 private int i=0;
　　 // 定義一個 Vector 用來存放 ' 兒子 '
　　 private Lsit equipment=new ArrayList();

　　 public CompositeEquipment(String name) { super(name); }

　　 public boolean add(Equipment equipment) {
　　　　 this.equipment.add(equipment);
　　　　 return true;
　　 }

　　 public double netPrice()
　　 {
　　　　 double netPrice=0.;
　　　　 Iterator iter=equipment.iterator();
　　　　 for(iter.hasNext())
　　　　　　 netPrice+=((Equipment)iter.next()).netPrice();
　　　　 return netPrice;
　　 }

　　 public double discountPrice()
　　 {
　　　　 double discountPrice=0.;
　　　　 Iterator iter=equipment.iterator();
　　　　 for(iter.hasNext())
　　　　　　 discountPrice+=((Equipment)iter.next()).discountPrice();
　　　　 return discountPrice;
　　 }
　　

　　 // 注意這裏，這裏就提供用於訪問自己組合體內的部件方法。
　　 // 上面 dIsk 之所以沒有，是因爲 Disk 是個單獨 (Primitive) 的元素。
　　 public Iterator iter()
　　 {
　　　　 return equipment.iterator() ;
　　 {
　　 // 重載 Iterator 方法
　　 public boolean hasNext() { return i<equipment.size(); }
　　 // 重載 Iterator 方法
　　 public Object next()
　　 {
　　　　 if(hasNext())
　　　　　　 return equipment.elementAt(i++);
　　　　 else
　　　　　 throw new NoSuchElementException();
　　 }
　　

}

上面 CompositeEquipment 繼承了 Equipment, 同時爲自己裏面的物件們提供了外部訪問的方法 , 重載了 Iterator,Iterator 是 Java 的 Collection 的一個介面，是 Iterator 模式的實現。

我們再看看 CompositeEquipment 的兩個具體類別 : 盤盒 Chassis 和箱子 Cabinet ，箱子裏面可以放很多東西，如底板，電源盒，硬碟盒等；盤盒裏面可以放一些小設備，如硬碟軟盤機等。無疑這兩個都是屬於組合體性質的。

public class Chassis extends CompositeEquipment
{
　　 public Chassis(String name) { super(name); }
　　 public double netPrice() { return 1.+super.netPrice(); }
　　 public double discountPrice() { return .5+super.discountPrice(); }
}

public class Cabinet extends CompositeEquipment
{
　　 public Cabinet(String name) { super(name); }
　　 public double netPrice() { return 1.+super.netPrice(); }
　　 public double discountPrice() { return .5+super.discountPrice(); }
}

至此我們完成了整個 Composite 模式的架構。

我們可以看看用戶端呼叫 Composote 代碼 :

Cabinet cabinet=new Cabinet("Tower");

Chassis chassis=new Chassis("PC Chassis");
// 將 PC Chassis 裝到 Tower 中 ( 將盤盒裝到箱子裏 )
cabinet.add(chassis);
// 將一個 10GB 的硬碟裝到 PC Chassis ( 將硬碟裝到盤盒裏 )
chassis.add(new Disk("10 GB"));

// 呼叫 netPrice() 方法 ;
System.out.println("netPrice="+cabinet.netPrice());
System.out.println("discountPrice="+cabinet.discountPrice());

上面呼叫的方法 netPrice() 或 discountPrice() ，實際上 Composite 使用 Iterator 遍曆了整個樹形結構 , 尋找同樣包含這個方法的物件並實現呼叫執行。

Composite 是個很巧妙體現智慧的模式，在實際應用中，如果碰到樹形結構，我們就可以嘗試是否可以使用這個模式。

以論壇爲例，一個版 (forum) 中有很多帖子 (message), 這些帖子有原始貼，有對原始貼的回應貼，是個典型的樹形結構，那麽當然可以使用 Composite 模式，那麽我們進入 Jive 中看看，是如何實現的。

我們在 ForumThread 看到如下代碼：

public interface ForumThread {
　　 ....
　　 public void addMessage(ForumMessage parentMessage, ForumMessage newMessage)
　　　　　　 throws UnauthorizedException;

　　 public void deleteMessage(ForumMessage message)
　　　　　　 throws UnauthorizedException;

　　
　　 public Iterator messages();
　　　　 ....

}

類似 CompositeEquipment, 提供用於訪問自己組合體內的部件方法 : 增加刪除遍曆。

結合我的其他模式中對 Jive 的分析，我們已經基本大體理解了 Jive 論壇體系的框架，如果你之前不理解設計模式，而直接去看 Jive 源代碼，你肯定無法看懂。