定義
屬于對象的結(jié)構(gòu)模式，有時又叫做“部分——整體”模式。組合模式將對象組織到樹結(jié)構(gòu)中，可以用來描述整體和部分的關(guān)系。組合模式可以使客戶端將單純元素與復(fù)合元素同等看待。
組合模式
組合模式把部分和整體的關(guān)系用樹結(jié)構(gòu)表示出來。組合模式使得客戶端把一個個單獨的成分對象和由它們復(fù)合而成的復(fù)合對象同等看待。
例如：一個文件系統(tǒng)就是典型的組合模式系統(tǒng)。下面是常見的Windows文件系統(tǒng)中的一部分。
從上圖可以看出，文件系統(tǒng)是一個樹結(jié)構(gòu)，樹上長有節(jié)點。樹的節(jié)點有兩種，一種是樹枝節(jié)點，也就是目錄，有內(nèi)部樹結(jié)構(gòu)，在圖中涂有顏色；另一種是樹葉節(jié)點，也就是文件，沒有內(nèi)部樹結(jié)構(gòu)。
顯然，可以把目錄和文件當(dāng)做同一種對象同等對待和處理，這也就是組合模式的應(yīng)用。
組合模式可以不提供父對象的管理方法，但是組合模式必須在合適的地方提供子對象的管理方法，諸如：add()、remove()、以及getChild()等。
組合模式的實現(xiàn)根據(jù)所實現(xiàn)的借口的區(qū)別分為兩種形式，分別稱為安全式和透明式。
安全式組合模式的結(jié)構(gòu)
安全模式的組合模式要求管理聚集的方法只出現(xiàn)在樹枝構(gòu)件類中，而不出現(xiàn)在樹葉構(gòu)件類中。
這種形式涉及到三個角色：
-
抽象構(gòu)件(Component)角色：這是一個抽象角色，它給參加組合的對象定義出公共的接口及其默認(rèn)行為，可以用來管理所有的子對象。組合對象通常把它所包含的子對象當(dāng)做類型為
Component的對象。在安全式的組合模式里，構(gòu)建角色并不定義出管理子對象的方法，這一定義由樹枝構(gòu)件對象給出。 - 樹葉構(gòu)件(Leaf)角色：樹葉對象沒有下級子對象的對象，定義出參加組合的原始對象的行為。
-
樹枝構(gòu)件(Composite)角色：代表參加組合的有下級子對象的對象。樹枝構(gòu)件類給出所有的管理子對象的方法，如
add()、remove()、以及getChild()等。
示例代碼
抽象構(gòu)件角色類
public interface Component {
/**
* 輸出組件自身的名稱
* @param preStr 前綴
*/
public void printStruct(String preStr);
}
樹枝構(gòu)件角色類
public class Composite implements Component {
/**
* 用來存儲組合對象中包含的子組件對象
*/
private List<Component> childComponents = new ArrayList<Component>();
/**
* 組合對象的名稱
*/
private String name;
/**
* 構(gòu)造方法，傳入組合對象的名稱
* @param name 組合對象的名稱
*/
public Composite(String name) {
this.name = name;
}
/**
* 聚集管理方法，增加一個子構(gòu)建對象
* @param child 子構(gòu)建對象
*/
public void addChild(Component child) {
this.childComponents.add(child);
}
/**
* 聚集管理方法，刪除一個子構(gòu)建對象
* @param index 子構(gòu)建對象的下標(biāo)
*/
public void removeChild(int index) {
this.childComponents.remove(index);
}
/**
* 聚集管理方法，返回所有子構(gòu)建對象
* @return 子構(gòu)建對象列表
*/
public List<Component> getChild() {
return this.childComponents;
}
/**
* 輸出對象的自身結(jié)構(gòu)
* @param preStr 前綴，主要是按照層級拼裝空格，實現(xiàn)向后縮進(jìn)
*/
@Override
public void printStruct(String preStr) {
//首先輸出自身
System.out.println(preStr + '+' + this.name);
//如果還包含有子組件，那么就輸出這些子組件對象
if (this.childComponents != null) {
//添加前綴空格，表示向后縮進(jìn)
preStr += " ";
//循環(huán)遞歸輸出每個子對象
for (Component component : childComponents) {
component.printStruct(preStr);
}
}
}
}
樹葉構(gòu)件角色類
public class Leaf implements Component {
/**
* 葉子對象的名稱
*/
private String name;
/**
* 構(gòu)造方法，傳入葉子對象的名稱
* @param name 葉子對象的名稱
*/
public Leaf(String name) {
this.name = name;
}
/**
* 輸出葉子對象，因為葉子對象沒有字對象，也就是輸出葉子對象的名稱。
* @param preStr 前綴，主要是按照層級進(jìn)行拼接的空格，用于實現(xiàn)向后縮進(jìn)
*/
@Override
public void printStruct(String preStr) {
System.out.println(preStr + "-" + name);
}
}
客戶端類
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Composite root = new Composite("服裝");
Composite c1 = new Composite("男裝");
Composite c2 = new Composite("女裝");
Leaf leaf1 = new Leaf("襯衫");
Leaf leaf2 = new Leaf("夾克");
Leaf leaf3 = new Leaf("裙子");
Leaf leaf4 = new Leaf("套裝");
root.addChild(c1);
root.addChild(c2);
c1.addChild(leaf1);
c1.addChild(leaf2);
c2.addChild(leaf3);
c2.addChild(leaf4);
root.printStruct("");
}
}
可以看出，樹枝構(gòu)件類Composite給出了add()、remove()、以及getChild()等方法的聲明和實現(xiàn)，而樹葉構(gòu)件類則沒有給出這些方法的聲明或?qū)崿F(xiàn)。這樣的做法是安全的做法，由于這個特點，客戶端應(yīng)用程序不可能錯誤的調(diào)用樹葉構(gòu)件的聚集方法，因為樹葉構(gòu)件沒有這些方法，調(diào)用會導(dǎo)致編譯錯誤。
安全式組合模式的缺點是不夠透明，因為樹葉類和樹枝類將具有不同的接口。
透明式組合模式的結(jié)構(gòu)
與安全式的組合模式不同的是，透明式的組合模式要求所有的具體構(gòu)建類，不論樹枝構(gòu)件還是樹葉構(gòu)件，均符合一個固定接口。
示例代碼
抽象構(gòu)件角色類
public abstract class Component {
/**
* 打印組件自身的名稱
* @param preStr 前綴，用于實現(xiàn)縮進(jìn)
*/
public abstract void printStruct(String preStr);
/**
* 聚集管理方法，增加一個子構(gòu)件對象
* @param child 子構(gòu)件對象
*/
public void addChild(Component child) {
/**
* 缺省實現(xiàn)，拋出異常，因為樹葉對象沒有此功能
* 或者子組件沒有實現(xiàn)這個功能
*/
throw new UnsupportedOperationException("對象不支持此功能");
}
/**
* 聚集管理方法，刪除一個子構(gòu)件對象
* @param index 子構(gòu)件對象的下標(biāo)
*/
public void removeChild(int index) {
/**
* 缺省實現(xiàn)，拋出異常，因為樹葉對象沒有此功能
* 或者子組件沒有實現(xiàn)這個功能
*/
throw new UnsupportedOperationException("對象不支持此功能");
}
/**
* 聚集管理方法，返回所有子構(gòu)件對象
* @return 返回所有子構(gòu)件對象
*/
public List<Component> getChild() {
/**
* 缺省實現(xiàn)，拋出異常，因為樹葉對象沒有此功能
* 或者子組件沒有實現(xiàn)這個功能
*/
throw new UnsupportedOperationException("對象不支持此功能");
}
}
樹枝構(gòu)件角色類，此類將implements Component改為extends Component，其他地方無變化。
public class Composite extends Component {
/**
* 用來存儲對象中包含的子構(gòu)件對象
*/
private List<Component> childComponents = new ArrayList<Component>();
/**
* 組合對象的名稱
*/
private String name;
/**
* 構(gòu)造方法，傳入組合對象的名稱
* @param name 組合對象的名稱
*/
public Composite(String name) {
this.name = name;
}
/**
* 聚集管理方法，增加一個子構(gòu)件對象
* @param child 子構(gòu)件對象
*/
public void addChild(Component child) {
childComponents.add(child);
}
/**
* 聚集管理方法，刪除一個子構(gòu)件對象
* @param index 子構(gòu)件對象的下標(biāo)
*/
public void removeChild(int index) {
childComponents.remove(index);
}
/**
* 聚集管理方法，返回所有子構(gòu)件對象
* @return 返回所有子構(gòu)件對象
*/
public List<Component> getChild() {
return childComponents;
}
public void printStruct(String preStr) {
//首先輸出自身
System.out.println(preStr + '+' + this.name);
//如果還包含有子組件，那么就輸出這些子組件對象
if (this.childComponents != null) {
//添加前綴空格，表示向后縮進(jìn)
preStr += " ";
//循環(huán)遞歸輸出每個子對象
for (Component component : childComponents) {
component.printStruct(preStr);
}
}
}
}
樹葉構(gòu)件角色類，此類將implements Component改為extends Component，其他地方無變化。
public class Leaf extends Component {
/**
* 組合對象的名稱
*/
private String name;
/**
* 構(gòu)造方法，傳入組合對象的名稱
* @param name 組合對象的名稱
*/
public Leaf(String name) {
this.name = name;
}
/**
* 輸出葉子對象，因為葉子對象沒有字對象，也就是輸出葉子對象的名稱。
* @param preStr 前綴，主要是按照層級進(jìn)行拼接的空格，用于實現(xiàn)向后縮進(jìn)
*/
@Override
public void printStruct(String preStr) {
System.out.println(preStr + "-" + name);
}
}
客戶端類的主要變化是不在區(qū)分樹枝構(gòu)件角色Composite對象和樹葉構(gòu)件角色Leaf對象。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Component root = new Composite("服裝");
Component c1 = new Composite("男裝");
Component c2 = new Composite("女裝");
Component leaf1 = new Leaf("襯衫");
Component leaf2 = new Leaf("夾克");
Component leaf3 = new Leaf("裙子");
Component leaf4 = new Leaf("套裝");
root.addChild(c1);
root.addChild(c2);
c1.addChild(leaf1);
c1.addChild(leaf2);
c2.addChild(leaf3);
c2.addChild(leaf4);
root.printStruct("");
}
}
可以看出，客戶端無需再區(qū)分操作的是樹枝對象還是樹葉對象了，對于客戶端而言，操作的都是Component對象。
兩種實現(xiàn)方式的選擇
這里所說的安全式組成模式是指：從客戶端使用組成模式上看是否更安全，如果是安全的，那么就不會有發(fā)生誤操作的可能，能訪問的方法都是被支持的。
這里所說的透明性組成模式是指：從客戶端使用組成模式上，是否需要區(qū)分到底是“樹枝對象”還是“樹葉對象”。如果是透明的，那就不用區(qū)分，對于客戶而言，都是Component對象，具體的類型對于客戶端而言是透明的，是無需關(guān)心的。
對于組合模式而言，在安全性和透明性上，會更看重透明性，畢竟組合模式的目的是：讓客戶端不再區(qū)分操作的是樹枝對象還是樹葉對象，而是以一個統(tǒng)一的方式來操作。
而且對于安全性的實現(xiàn)，需要區(qū)分的是樹枝對象還是樹葉對象。有時候，需要將對象進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，卻發(fā)現(xiàn)類型信息丟失了，只好強行轉(zhuǎn)換，這種類型轉(zhuǎn)換必然是不夠安全的。
因此在使用組合模式的時候，建議多采用透明式的實現(xiàn)方式。
