本文将介绍设计模式中的组合模式。

一、什么是组合模式？

在软件中，常常可以见到树形结构，对于开发人员而言，我们希望的是：

• 可以一致地处理非叶节点和叶子节点两种组成元素

  因为对它们的区别处理会使程序复杂度增加

• 对某个节点调用业务方法时，能够自行进行递归调用

  以免在外部额外书写树的递归访问代码

此时便可以运用组合模式，它使用户可以同一对待单个对象和组合对象。

二、实现

1. 结构

2. 角色

• Component 抽象构件：
  • 叶子构件和容器构件的接口
  • 定义了 Composite 容器构件访问和管理子构件的行为
  • 定义了 Leaf 叶子构件进行的业务操作
• Leaf 叶子构件：
  • 表示叶子节点
  • 没有子节点
  • 由于 Component 抽象构件中定义了访问和管理子构件的行为，但这些行为实际上是不存在于 Leaf 叶子构件中的，因此可以通过异常等方式进行处理
  • 实现了业务操作
• Composite 容器构件：
  • 表示容器节点
  • 包含子节点，其子节点可以是叶子节点，也可以是容器节点
  • 实现了 Component 抽象构件中定义的访问和管理子构件的行为
  • 本身不进行业务操作，会通过遍历调用的方法，调用所有子节点的业务操作

3. 简单示例

Component：

public abstract class Component {
    /**
     * 增加成员
     */
    public abstract void add(Component component);
    
    /**
     * 删除成员
     */
    public abstract void remove(Component component);
    
    /**
     * 获取子构件
     */
    public abstract Component getChild(int index);
    
    /**
     * 业务方法
     */
    public abstract void operation();
}

Leaf：

public class Leaf extends Component {
    /**
     * 增加成员
     */
    public void add(Component component) {
        // 抛出异常
    }
    
    /**
     * 删除成员
     */
    public void remove(Component component) {
        // 抛出异常
    }
    
    /**
     * 获取子构件
     */
    public Component getChild(int index) {
        // 抛出异常
        return null;
    }
    
    /**
     * 业务方法
     */
    public void operation() {
        ···
    }
}

Composite：

public class Composite extends Component {
    private List<Component> list = new ArrayList<>();
    
    /**
     * 增加成员
     */
    public void add(Component component) {
        list.add(component);
    }
    
    /**
     * 删除成员
     */
    public void remove(Component component) {
        list.remove(component);
    }
    
    /**
     * 获取子构件
     */
    public Component getChild(int index) {
        return list.get(index);
    }
    
    /**
     * 业务方法
     */
    public void operation() {
        for (Component component : list) {
            list.operation();
        }
    }
}

三、安全组合模式

在安全组合模式中，

• Component 抽象构件声明业务方法，
  • Leaf 叶子构件实现业务方法
  • Composite 容器构件在业务方法中遍历调用子元素的业务方法
• Component 抽象构件不会声明访问和管理子构件的方法，
  • Composite 容器构件自行书写访问和管理子构件的方法

在这种做法下，Leaf 不需要额外书写无用的方法，外界也不必对异常调用做处理，是更安全的方式。

但是这个方法存在的问题是：客户端需要区别对待两种元素，其代码复杂性将增加。

四、优缺点

1. 优点

• 客户端无需区别对待叶子节点和非叶节点两种元素，降低了代码复杂性
• 客户端无需书写树形结构的访问代码

参考

• 《Java 设计模式》