Java设计模式-组合模式（13）

大家好，我是馆长！今天开始我们讲的是结构型模式中的组合模式。老规矩，讲解之前再次熟悉下结构型模式包含：代理模式、适配器模式、桥接模式、装饰器模式、外观模式、享元模式、组合模式，共7种设计模式。

组合模式（Composite Pattern）

定义

组合（Composite）模式：又叫“部分-整体”模式，它是一种将对象组合成树状的层次结构的模式，依据树形结构来组合对象，用来表示部分以及整体层次，用来表示“部分-整体”的关系，使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。

解决问题

它在我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以像处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦

实现

透明方式：在该方式中，由于抽象构件声明了所有子类中的全部方法，所以客户端无须区别树叶对象和树枝对象，对客户端来说是透明的。但其缺点是：树叶构件本来没有 add()、remove() 及 getSubList() 方法，却要实现它们（空实现或抛异常），这样会带来一些安全性问题。

安全方式：在该方式中，将管理子构件的方法移到树枝构件中，抽象构件和树叶构件没有对子对象的管理方法，这样就避免了上一种方式的安全性问题，但由于叶子和分支有不同的接口，客户端在调用时要知道树叶对象和树枝对象的存在，所以失去了透明性。

结构

主要角色:

抽象构件（Component）角色：它的主要作用是为树叶构件和树枝构件声明公共接口，并实现它们的默认行为。在透明式的组合模式中抽象构件还声明访问和管理子类的接口；在安全式的组合模式中不声明访问和管理子类的接口，管理工作由树枝构件完成。

树叶构件（Leaf）角色：是组合中的叶节点对象，它没有子节点，用于实现抽象构件角色中 声明的公共接口。

树枝构件（Composite）角色：是组合中的分支节点对象，它有子节点。它实现了抽象构件角色中声明的接口，它的主要作用是存储和管理子部件，通常包含 add()、remove()、getSubList() 等方法。

应用场景：

在需要表示一个对象整体与部分的层次结构的场合。

要求对用户隐藏组合对象与单个对象的不同，用户可以用统一的接口使用组合结构中的所有对象的场合。

注意：

1.抽象构件可以定义成抽象类或者接口。

2.具体的实现可在树枝构件和树叶构件子类实现不同的功能。

3.可层层扩展树枝构件和树叶构件的子类。

优点：

组合模式使得客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象，无须关心自己处理的是单个对象，还是组合对象，这简化了客户端代码；

更容易在组合体内加入新的对象，客户端不会因为加入了新的对象而更改源代码，满足“开闭原则”；

缺点：

1.设计较复杂，客户端需要花更多时间理清类之间的层次关系；

2.不容易限制容器中的构件；

3.不容易用继承的方法来增加构件的新功能；

代码实现：文件夹管理

// 抽象构件 Resource
public abstract class Resource {
protected Integer id;
protected String name;

Resource(Integer id, String name) {
    this.id = id;
    this.name = name;
}

Resource() {

}

}

​​​​​​​
//树枝构件 FolderResource
@Data
public class FolderResource extends Resource {

FolderResource(Integer id,String name){
    super(id,name);
}


private List<Resource> children = new ArrayList<>();


public void remove(Resource resource) {
    children.remove(resource);
}

public void add(Resource resource) {
    this.children.add(resource);
}

public List<Resource> getChildren() {
    return this.children;
}

}
​​​​​​​
//树叶构件 FileResource
@Data
public class FileResource extends Resource{
FileResource() {
super();
}
FileResource(Integer id, String name) {
super(id, name);
}

@Override
public String toString() {
    return "FileResource{" +
            "id=" + id +
            "name=" + name +
            '}';
}

}

//模拟客户端 ClientDemo
public class ClientDemo {
public static void main(String[] args) {
FolderResource top = new FolderResource(1, "顶级目录");
FileResource file1 = new FileResource(4, "文件1.doc");
FileResource file2 = new FileResource(5, "文件2.doc");
FolderResource top1 = new FolderResource(2, "二级目录1");
FileResource file3 = new FileResource(6, "文件3.doc");
FileResource file4 = new FileResource(7, "文件4.doc");

    FolderResource top2 = new FolderResource(3, "二级目录2");
    FileResource file5 = new FileResource(8, "文件5.doc");
    FileResource file6 = new FileResource(9, "文件6.doc");

    top1.add(file3);
    top1.add(file4);

    top2.add(file5);
    top2.add(file6);

    top.add(top1);
    top.add(top2);

    top.add(file1);
    top.add(file2);
    Integer level = 0;
    printFolder(top, level);

}

public static void printFolder(FolderResource folder, Integer level) {
    String space = "";
    for (int i = 0; i < level; i++) {
        space += "  ";
    }
    System.out.println(space + folder.name);
    for (Resource item : folder.getChildren()) {
        if (item instanceof FolderResource) {
            Integer l = level + 1;
            printFolder((FolderResource) item, l);
        } else if (item instanceof FileResource) {
            String p = space + "  ";
            System.out.println(p + item.name);
        }
    }
}

}

扩展

在实际使用过程中，如 Java AWT/Swing 中的简单组件 JTextComponent 有子类 JTextField、JTextArea，容器组件 Container 也有子类 Window、Panel。再如：部分、整体场景，如树形菜单，文件、文件夹的管理。

好了，关于组合模式的说明，馆长就先讲到这里。谢谢各位看官！！

23 种设计模式不是孤立存在的，很多模式之间存在一定的关联关系，在大的系统开发中常常同时使用多种设计模式，或者模式与模式之间的组合进行生成更加强大的程序功能。