意图
组合模式是一种结构型设计模式， 你可以使用它将对象组合成树状结构， 并且能像使用独立对象一样使用它们。
02问题
如果应用的核心模型能用树状结构表示， 在应用中使用组合模式才有价值。
例如， 你有两类对象： 产品和 盒子。 一个盒子中可以包含多个 产品或者几个较小的 盒子。 这些小 盒子中同样可以包含一些 产品或更小的 盒子， 以此类推。
假设你希望在这些类的基础上开发一个定购系统。 订单中可以包含无包装的简单产品， 也可以包含装满产品的盒子……以及其他盒子。 此时你会如何计算每张订单的总价格呢？
订单中可能包括各种产品， 这些产品放置在盒子中， 然后又被放入一层又一层更大的盒子中。 整个结构看上去像是一棵倒过来的树。
你可以尝试直接计算： 打开所有盒子， 找到每件产品， 然后计算总价。 这在真实世界中或许可行， 但在程序中， 你并不能简单地使用循环语句来完成该工作。 你必须事先知道所有 产品和 盒子的类别， 所有盒子的嵌套层数以及其他繁杂的细节信息。 因此， 直接计算极不方便， 甚至完全不可行。
03解决方案
组合模式建议使用一个通用接口来与 产品和 盒子进行交互， 并且在该接口中声明一个计算总价的方法。
那么方法该如何设计呢？ 对于一个产品， 该方法直接返回其价格； 对于一个盒子， 该方法遍历盒子中的所有项目， 询问每个项目的价格， 然后返回该盒子的总价格。 如果其中某个项目是小一号的盒子， 那么当前盒子也会遍历其中的所有项目， 以此类推， 直到计算出所有内部组成部分的价格。 你甚至可以在盒子的最终价格中增加额外费用， 作为该盒子的包装费用。
组合模式以递归方式处理对象树中的所有项目
该方式的最大优点在于你无需了解构成树状结构的对象的具体类。 你也无需了解对象是简单的产品还是复杂的盒子。 你只需调用通用接口以相同的方式对其进行处理即可。 当你调用该方法后， 对象会将请求沿着树结构传递下去。
04真实世界类比
部队结构的例子。
大部分国家的军队都采用层次结构管理。每支部队包括几个师，师由旅构成，旅由团构成，团可以继续划分为排。最后，每个排由一小队实实在在的士兵组成。军事命令由最高层下达，通过每个层级传递，直到每位士兵都知道自己应该服从的命令。
05组合模式结构
06伪代码
在本例中， 我们将借助组合模式帮助你在图形编辑器中实现一系列的几何图形。
几何形状编辑器示例。
组合图形CompoundGraphic是一个容器， 它可以由多个包括容器在内的子图形构成。 组合图形与简单图形拥有相同的方法。 但是， 组合图形自身并不完成具体工作， 而是将请求递归地传递给自己的子项目， 然后 “汇总” 结果。
通过所有图形类所共有的接口， 客户端代码可以与所有图形互动。 因此， 客户端不知道与其交互的是简单图形还是组合图形。 客户端可以与非常复杂的对象结构进行交互， 而无需与组成该结构的实体类紧密耦合。
// 组件接口会声明组合中简单和复杂对象的通用操作。 interface Graphic is method move(x, y) method draw() // 叶节点类代表组合的终端对象。叶节点对象中不能包含任何子对象。叶节点对象 // 通常会完成实际的工作，组合对象则仅会将工作委派给自己的子部件。 class Dot implements Graphic is field x, y constructor Dot(x, y) { ... } method move(x, y) is this.x += x, this.y += y method draw() is // 在坐标位置(X,Y)处绘制一个点。 // 所有组件类都可以扩展其他组件。 class Circle extends Dot is field radius constructor Circle(x, y, radius) { ... } method draw() is // 在坐标位置(X,Y)处绘制一个半径为 R 的圆。 // 组合类表示可能包含子项目的复杂组件。组合对象通常会将实际工作委派给子项 // 目，然后“汇总”结果。 class CompoundGraphic implements Graphic is field children: array of Graphic // 组合对象可在其项目列表中添加或移除其他组件（简单的或复杂的皆可）。 method add(child: Graphic) is // 在子项目数组中添加一个子项目。 method remove(child: Graphic) is // 从子项目数组中移除一个子项目。 method move(x, y) is foreach (child in children) do child.move(x, y) // 组合会以特定的方式执行其主要逻辑。它会递归遍历所有子项目，并收集和 // 汇总其结果。由于组合的子项目也会将调用传递给自己的子项目，以此类推， // 最后组合将会完成整个对象树的遍历工作。 method draw() is // 1. 对于每个子部件： // - 绘制该部件。 // - 更新边框坐标。 // 2. 根据边框坐标绘制一个虚线长方形。 // 客户端代码会通过基础接口与所有组件进行交互。这样一来，客户端代码便可同 // 时支持简单叶节点组件和复杂组件。 class ImageEditor is field all: CompoundGraphic method load() is all = new CompoundGraphic() all.add(new Dot(1, 2)) all.add(new Circle(5, 3, 10)) // ... // 将所需组件组合为复杂的组合组件。 method groupSelected(components: array of Graphic) is group = new CompoundGraphic() foreach (component in components) do group.add(component) all.remove(component) all.add(group) // 所有组件都将被绘制。 all.draw()
07适合应用场景
如果你需要实现树状对象结构， 可以使用组合模式。
组合模式为你提供了两种共享公共接口的基本元素类型： 简单叶节点和复杂容器。 容器中可以包含叶节点和其他容器。 这使得你可以构建树状嵌套递归对象结构。
如果你希望客户端代码以相同方式处理简单和复杂元素， 可以使用该模式。
组合模式中定义的所有元素共用同一个接口。 在这一接口的帮助下， 客户端不必在意其所使用的对象的具体类。
08实现方式
- 确保应用的核心模型能够以树状结构表示。 尝试将其分解为简单元素和容器。 记住， 容器必须能够同时包含简单元素和其他容器。
2. 声明组件接口及其一系列方法， 这些方法对简单和复杂元素都有意义。
3. 创建一个叶节点类表示简单元素。 程序中可以有多个不同的叶节点类。
4.创建一个容器类表示复杂元素。 在该类中， 创建一个数组成员变量来存储对于其子元素的引用。 该数组必须能够同时保存叶节点和容器， 因此请确保将其声明为组合接口类型。
实现组件接口方法时， 记住容器应该将大部分工作交给其子元素来完成。
5. 最后， 在容器中定义添加和删除子元素的方法。
记住， 这些操作可在组件接口中声明。 这将会违反_接口隔离原则_， 因为叶节点类中的这些方法为空。 但是， 这可以让客户端无差别地访问所有元素， 即使是组成树状结构的元素。
09组合模式优缺点
- 你可以利用多态和递归机制更方便地使用复杂树结构。
- 开闭原则。 无需更改现有代码， 你就可以在应用中添加新元素， 使其成为对象树的一部分。
- 对于功能差异较大的类， 提供公共接口或许会有困难。 在特定情况下， 你需要过度一般化组件接口， 使其变得令人难以理解。
10与其他模式的关系
- 桥接模式、 状态模式和策略模式（在某种程度上包括适配器模式） 模式的接口非常相似。 实际上， 它们都基于组合模式——即将工作委派给其他对象， 不过也各自解决了不同的问题。 模式并不只是以特定方式组织代码的配方， 你还可以使用它们来和其他开发者讨论模式所解决的问题。
- 你可以在创建复杂组合树时使用生成器模式， 因为这可使其构造步骤以递归的方式运行。
- 责任链模式通常和组合模式结合使用。 在这种情况下， 叶组件接收到请求后， 可以将请求沿包含全体父组件的链一直传递至对象树的底部。
- 你可以使用迭代器模式来遍历组合树。
- 你可以使用访问者模式对整个组合树执行操作。
- 你可以使用享元模式实现组合树的共享叶节点以节省内存。
- 组合和装饰模式的结构图很相似， 因为两者都依赖递归组合来组织无限数量的对象。
装饰类似于组合， 但其只有一个子组件。 此外还有一个明显不同：装饰为被封装对象添加了额外的职责，组合仅对其子节点的结果进行了 “求和”。
但是， 模式也可以相互合作： 你可以使用装饰来扩展组合树中特定对象的行为。 - 大量使用组合和装饰的设计通常可从对于原型模式的使用中获益。 你可以通过该模式来复制复杂结构， 而非从零开始重新构造。
11推荐UML使用工具
亿图图示
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Visio
12UML 类图关系
UML类图非常简单，可以用下面的图表示一个类：
该图表示一个叫做Person的类，该类有name、age、sex三个private属性，每个属性的类型紧跟在冒号的后面。该类有walk和speak两个方法，其中walk方法是public的，而speak方法是protected的，两个方法的返回值类型紧跟在冒号的后面。
+：公有属性，其它类可以访问该属性
-：私有属性，不能被其它类访问（默认为私有）
#：保护属性，只能被本类及其派生类访问
~：包内可见，可以被本包中的其它类访问
如果要表示一个接口，则用下面的图表示：
下面介绍类与类之间的关系。如果按照关系的紧密程度从弱到强划分，类与类之间的关系包括：
- 依赖
- 关联
- 聚合
- 组合
- 实现
- 继承
依赖关系
依赖关系是所有类间关系中最弱的一种，它用下面的图表示：
图中的箭头方向表示依赖的方向，上图表示类A依赖类B。
依赖，顾名思义表示一个实体的存在必须依赖另一个实体的存在。可以这样认为，如果类A依赖类B，那么类A只有在类B存在的情况下，才能编译通过。
下面代码是依赖的一个例子：
public class UserController {
private UserService userService;
public User query(Strint userId) {
User user = userService.queryUser(userId);
return user;
}
}
在这段代码，UserController类同时依赖于UserService和User两个类，可以用下面的类图表示它们的依赖关系：
可见依赖关系大量的存在于我们的代码中，但千万不要在项目设计时将全部的依赖关系都画出来，这不仅很累，而且也没有必要。当梳理依赖关系时，先要搞清楚你关注什么，想表达什么，只画出真正需要画的就可以。
关联关系
关联关系表示两个实体间存在一定的联系，这种联系比依赖关系更紧密，不仅仅只是“两个实体触碰到”这样松散的关系。例如Student和School这两个类，一个学生一定会有一个对应的学校，那么Student和School间就存在关联关系，且它们的关系是一对多的。
用下面的UML图表示：
关联关系也可以用于领域建模，例如要设计一个骰子游戏，游戏者连续投掷两次筛子，如果两次点数的总数是7，则游戏者赢，否则游戏者输。可以用下面UML图对这个问题进行领域建模，各实体间使用的就是关联关系。这也是关联关系的一种特殊用法。
聚合&组合
聚合也是一种关联关系，但是这种关联关系存在整体与部分的语义。例如大雁和大雁群，一只大雁是整个大雁群的一部分。这就是一种聚合关系，具有has-a的语义。下面的UML图用来描述聚合关系。
组合是一种强聚合关系，它表示整体和部分之间具有相同的生命周期，同生共死。例如鸟和翅膀，鸟如果死掉了，那么它的翅膀也会跟着死掉。组合关系具有contains-a的语义。下面的UML图用于表达组合关系。
记忆聚合和组合UML图画法的小技巧：菱形就相当于一个容器，容器指向的实体就是整体，所以上面图中的菱形分别指向大雁群和鸟。此外，由于组合关系的紧密程度比聚合关系更强，所以组合关系用实心菱形，聚合关系用空心菱形。
继承&实现
继承和实现都是Java中的基础，比较容易理解，它们是类与类之间关系最强的。分别用下面的UML图表示。
继承示例：
实现示例：
PS：实现关系应该用空心箭头。
