Java 组合模式

一、定义

组合模式又名部分整体模式，是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象，组合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，这种类型的设计模式属于结构型模式，它创建了对象组的树形结构。

主要角色：

抽象根节点：定义系统各层次对象共有的方法和属性，可以预先定义一些默认行为和属性。

树枝节点：定义树枝节点的行为，存储子节点，组合树枝节点和叶子节点形成一个树形结构。

叶子节点：叶子节点对象，其下无分支，是系统遍历的最小单位。

二、代码实现

举例：在文件管理系统中，常常有根目录和子目录，子目录中又包含着文件和子目录，或者说子目录中包含子目录又包含着文件，如下图所示，这就是一个树型结构。

tree.png

抽象根节点(菜单组件)

public abstract class MenuComponent {
 //菜单名
 protected String name;
 //菜单层级
 protected int level;

 //添加子菜单
 public void add(MenuComponent menuComponent){
 throw new UnsupportedOperationException();
 }

 //移除子菜单
 public void remove(MenuComponent menuComponent){
 throw new UnsupportedOperationException();
 }

 //获取指定的子菜单
 public MenuComponent getChild(int index){
 throw new UnsupportedOperationException();
 }

 //获取菜单名称
 public String getName(){
 return name;
 }

 //打印菜单名称(子菜单或菜单项)
 public abstract void print();
}

树枝节点(菜单)

public class Menu extends MenuComponent{

 //存储菜单或者菜单项
 private List<MenuComponent> menuComponentList = new ArrayList<>();

 public Menu(String name,int level){
 this.name = name;
 this.level = level;
 }

 @Override
 public void add(MenuComponent menuComponent) {
 menuComponentList.add(menuComponent);
 }

 @Override
 public void remove(MenuComponent menuComponent) {
 menuComponentList.remove(menuComponent);
 }

 @Override
 public MenuComponent getChild(int index) {
 return menuComponentList.get(index);
 }

 @Override
 public void print() {
 //打印菜单名称
 for (int i=0;i<level;i++){
 System.out.print("-");
 }
 System.out.println(name);
 for (MenuComponent component:menuComponentList){
 component.print();
 }
 }
}

叶子节点(菜单项)

public class MenuItem extends MenuComponent{

 public MenuItem(String name,int level){
 this.name = name;
 this.level = level;
 }

 @Override
 public void print() {
 for (int i=0;i<level;i++){
 System.out.print("-");
 }
 System.out.println(name);
 }
}

使用：

public static void main(String[] args) {
 //创建根目录
 MenuComponent menuComponent = new Menu("根目录",1);
 //添加两个子菜单项
 menuComponent.add(new MenuItem("英雄联盟",2));
 menuComponent.add(new MenuItem("地下城",2));

 //创建二级目录
 MenuComponent menu1 = new Menu("办公",2);
 menu1.add(new MenuItem("微信",3));
 menu1.add(new Menu("QQ",3));
 //将二级目录添加至根目录
 menuComponent.add(menu1);
 menuComponent.print();
 }

输出：

-根目录
--英雄联盟
--地下城
--办公
---微信
---QQ

由此输出的目录结构如图所示：

tree2.png

三、总结

组合模式可以清楚地定义分层次的复杂对象，表示对象的全部或部分层次，让客户端忽略了层次的差异，方便对整个层次结构进行控制。

客户端可以一致地使用一个组合结构或其中单个对象，不必关心处理的单个对象还是整个组合结构，简化了客户端代码。

组合模式中增加新树枝节点或者叶子节点都很方便，无需修改现有类，符合开闭原则。

组合模式为树形结构的面向对象实现提供了一种灵活的解决方案，通过叶子节点和树枝节点的递归组合可以形成复杂的树形结构，对树形结构的控制非常简单。

所以组合模式的应用场景就是出现在树形结构的地方，比如文件目录，多级目录等呈现树形结构的程序。