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設計模式（九）組合模式（Composite）-結構型

來源：程序員人生發布時間：2015-05-12 09:23:50 閱讀次數：4495次

組合模式Composite

組合模式也叫合成模式，又叫樹形模式，就是把部份和整體的關系用樹形結構來表示，是的客戶端對單個對象和組合對象的使用具有1致性，可以看出，這里的部份和整體之間在功能上是類似的，對這類類似性，通常可以采取繼承的方式來實現，根據面向對象的設計原則，盡可能使用組合而非繼承，因此合成模式也是繼承的1個替換方案。

1.組合模式結構

組合模式實現原理圖
組合模式就是把部份和整體的關系用樹形結構來表示，從而是客戶端能夠把1個1個的部份對象和他們組合起來的整體對象采取一樣的方式來看待。它也是繼承的1個替換方案，使用組合模式，能夠提供比使用繼承關系更靈活的功能，并且可以靈活地組合子對象和父對象之間的關系，從而是客戶真個調用簡單，客戶端可以1致的使用組合結構或單個對象，用戶沒必要關心自己處理的是單個對象還是全部組合結構，這簡化了客戶端代碼。

2. 構建模式的組成

組合模式主要3個部份：抽象類，葉子類，父類。
抽象構件角色（component）：這是1個抽象角色，它給參加組合的定義出公共的接口和默許的行動。可以來管理所有的子對象。在安全式的合成模式里面，構件角色其實不是定義管理子對象的方法，這1定義由樹形構件對象給出。
樹葉構件角色(Leaf)：在組合樹中表示葉節點對象，葉節點沒有子節點。并在組合中定義圖元對象的行動。
樹枝構件角色（Composite）：定義有子部件的那些部件的行動。存儲子部件。在Component接口中實現與子部件有關的操作。
客戶角色（Client）：通過component接口操縱組合部件的對象。

3. 組合模式功效

（1) 定義了包括基本對象和組合對象的類層次結構基本對象可以被組合成更復雜的組合對象，而這個組合對象又可以被組合，這樣不斷的遞歸下去。客戶代碼中，任何用到基本對象的地方都可使用組合對象。
（2)簡化客戶代碼客戶可以1致地使用組合結構和單個對象。通經常使用戶不知道 (也不關心)處理的是1個葉節點還是1個組合組件。這就簡化了客戶代碼 , 由于在定義組合的那些類中不需要寫1些充斥著選擇語句的函數。
（3)使得更容易增加新類型的組件新定義的Composite或Leaf子類自動地與已有的結構和客戶代碼1起工作，客戶程序不需因新的Component類而改變。
（4)使你的設計變得更加1般化容易增加新組件也會產生1些問題，那就是很難限制組合中的組件。有時你希望1個組合只能有某些特定的組件。使用Composite時，你不能依賴類型系統施加這些束縛，而必須在運行時刻進行檢查。

4．實現代碼

舉例：生活中常常用到的加減乘除運算，有時還要對基本運算后的數據再次運算，下面使用組合模式實現。
SalaryComputer.java

package com.devin.composite; 
/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn
 * @version 創建時間：2015年4月25日 上午9:16:12 
 * 類說明 
 */
public interface SalaryComputer {
    public double computer(double m,double n);
}

加法運算類代碼：
Add.java

package com.devin.composite; 
/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn
 * @version 創建時間：2015年4月25日 上午9:16:47 
 * 類說明 
 */
public class Add implements SalaryComputer{

    @Override
    public double computer(double m, double n) {
        return m+n;
    }
}

減法類實現代碼：
Subtract.java

package com.devin.composite; 
/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn
 * @version 創建時間：2015年4月25日 上午9:16:47 
 * 類說明 
 */
public class Subtract implements SalaryComputer{

    @Override
    public double computer(double m, double n) {
        return m-n;
    }

}

乘法類實現代碼：
Multiplication.java

package com.devin.composite; 
/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn
 * @version 創建時間：2015年4月25日 上午9:16:47 
 * 類說明 
 */
public class Multiplication implements SalaryComputer{

    @Override
    public double computer(double m, double n) {
        return m*n;
    }

}

除法類實現代碼：
Division.java

package com.devin.composite; 
/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn
 * @version 創建時間：2015年4月25日 上午9:16:47 
 * 類說明 
 */
public class Division implements SalaryComputer{

    @Override
    public double computer(double m, double n) {
        return m/n;
    }
}

組合類運算代碼：
Composite.java

package com.devin.composite; 

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

/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn 
 * @version 創建時間：2015年4月25日 上午9:18:20 
 * 類說明 
 */
public class Composite implements SalaryComputer {
    private List<SalaryComputer> list = new ArrayList<SalaryComputer>();

    public void add(SalaryComputer salaryComputer){
        list.add(salaryComputer);
    }

    public void remove(SalaryComputer salaryComputer){
        list.remove(salaryComputer);
    }   
    @Override
    public double computer(double m, double n) {
        double count = 0;
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            SalaryComputer salaryComputer = (SalaryComputer)list.get(i);
            count+= salaryComputer.computer(m, n);
        }
        System.out.println("m=" + m + ",n="+ n +" 計算后的結果為"+count);
        return count;
    }
}

客戶端代碼:
Client.java

package com.devin.composite; 
/** 
 * @author  作者:ldw E-mail: csu.ldw@csu.edu.cn 
 * @version 創建時間：2015年4月25日 上午9:23:46 
 * 類說明 
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Composite salaryComputer = new Composite();
        salaryComputer.add(new Division());
        salaryComputer.computer(2000, 5);
    }
}

5. 測試結果

m=1000.0,n=5.0 計算后的結果為200.0

6. 組合模式和其他相干模式

（1）裝潢模式（Decorator模式）常常與Composite模式1起使用。當裝潢和組合1起使用時，它們通常有1個公共的父類。因此裝潢必須支持具有 Add、Remove和GetChild 操作的Component接口。
（2）享元模式(Flyweight)模式讓你同享組件，但不再能援用他們的父部件。
（3）迭代器模式(Itertor)可用來遍歷Composite。
（4）視察者模式(Visitor)將本來應當散布在Composite和L e a f類中的操作和行動局部化。