结构型模式之Composite模式

1、意图

将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

2、适用性

以下情况使用Composite模式

（1）你想表示对象的部分-整体层次结构

（2）你希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象

3、参与者

（1）Component：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缺省行为；声明一个接口用于访问和管理Component的子组件；在递归结构中定义一个接口，用于访问一个父部件，并在合适的情况下实现它。

（2）Leaf：在组合中表示叶节点对象，叶节点没有子节点；在组合中定义图元对象的行为

（3）Composite：定义有子部件的那些部件的行为；存储子部件；在Component接口实现与与子部件有关的操作

(4)Client：通过Component接口操纵组合部件的对象。

UML类图表示为

Java代码表示为：

/*
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 */
package javatest;

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

/*component*/ 
interface Graphics
{
    public void print();
}

/*composite*/
class CompositeGraphics implements Graphics
{
    private List<Graphics> childGraphics = new ArrayList<Graphics>();
    
    @Override
    public void print()
    {
        for (Graphics graphics:childGraphics) {
            graphics.print();
        }
    }
    
    public void add(Graphics graphics)
    {
        childGraphics.add(graphics);
    }
}

/*Leaf*/
class Ellipse implements Graphics
{
    @Override 
    public void print()
    {
        System.out.println("Ellipse");
    }
}

/*Client*/
public class JavaTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Ellipse ellipse1 = new Ellipse();
        Ellipse ellipse2 = new Ellipse();
        Ellipse ellipse3 = new Ellipse();
        Ellipse ellipse4 = new Ellipse();
        
        CompositeGraphics graphics = new CompositeGraphics();
        CompositeGraphics graphics1 = new CompositeGraphics();
        CompositeGraphics graphics2 = new CompositeGraphics();
        
        graphics1.add(ellipse1);
        graphics1.add(ellipse2);
        graphics1.add(ellipse3);
        
        graphics2.add(ellipse4);
        
        graphics.add(graphics1);
        graphics.add(graphics2);
        
        graphics.print();
    }
}

4、协作 

用户使用Component类接口与组合结构中的对象进行交互。如果接收者是叶节点，则直接处理请求，如果接收者是Composite，它通常将请求发送给它的子部件，在转发请求之前与/或之后可能执行一些辅助操作。

5、效果

（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合。这就简化了客户代码，因为在定义组合地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Composite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中能有某些特定的组合 。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。

6、相关模式

通常部件-父部件连接用于Responsibility of Chain 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。因些装饰必须支持具有Add、Remove和GetChild操作的Component接口。

Flyweight让你共享组件，但不再能引用他们的父部件。

Iterator可用来遍历Composite。

Visitor将本来应该分布在Composite和Leaf类中的操作和行为局部化。