深度解析设计模式之组合模式-设计模式之组合模式

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一、介绍

组合模式(Composite Pattern)，又叫部分整体模式，依据树形结构来组合对象，用来表示部分以及整体层次。

组合模式一般用来描述整体与部分的关系，它将对象组织到树形结构中，最顶层的节点称为根节点，根节点下面可以包含树枝节点和叶子节点，树枝节点下面又可以包含树枝节点和叶子节点。如下图所示：

在组合模式中，会把树枝节点和叶子节点认为是同一种数据类型(用同一接口定义)，让它们具备一致行为。

这样，整个树形结构中的对象都是同一种类型，带来的一个好处就是客户无需辨别树枝节点还是叶子节点，而是可以直接进行操作，给客户使用带来极大的便利。

从设计的角度看，组合模式涉及到三个角色：

抽象根节点：它是一个抽象接口，定义了算法;

具体节点：实现或继承自抽象根节点，完成具体算法操作;

客户端：客户类提出使用具体类的请求;

二、示例

下面，我们拿学校的组织架构为例，比如说一个学校，包含了后勤部、网络部、教学部、保卫部、分校等部门组成，每一个分校，同样具有后勤部、网络部这些。既然这些部门都是学校的部门，基本的操作应该都是一样的，我们可以将所有的部门都拉入学校属性。

用类图表示如下：

实现过程如下!

/** 
 * 学校接口 
 */ 
public interface School { 
 
    /** 
     * 添加分校或者部门 
     * @param school 
     */ 
    void addPart(School school); 
 
    /** 
     * 移除分校或者部门 
     * @param school 
     */ 
    void removePart(School school); 
 
    /** 
     * 展示分校或者部门信息 
     */ 
    void displayPart(); 
}

然后，创建一个学校具体实现类ConcreteSchool，可以是总校，也可以是分校，如下：

/** 
 * 具体学校，可以是总校，也可以是分校 
 */ 
public class ConcreteSchool implements School { 
 
    private String name;//名称 
 
    private List<School> partList = new ArrayList<>(); 
 
    public ConcreteSchool(String name) { 
        this.name = name; 
    } 
 
    @Override 
    public void addPart(School school) { 
        partList.add(school); 
    } 
 
    @Override 
    public void removePart(School school) { 
        partList.remove(school); 
    } 
 
    /** 
     * 学校查看部门信息 
     */ 
    @Override 
    public void displayPart() { 
        for (School school : partList) { 
            school.displayPart(); 
        } 
 
    } 
}

接着，创建两个具体的部门，网络部门InternetDepartment、安全部门SecurityDepartment，代码如下：

/** 
 * 网络部门 
 */ 
public class InternetDepartment implements School { 
 
    private String name;//名称 
 
    public InternetDepartment(String name) { 
        this.name = name; 
    } 
 
    @Override 
    public void addPart(School school) {} 
 
    @Override 
    public void removePart(School school) {} 
 
    @Override 
    public void displayPart() { 
        System.out.println("我是" + name + "，负责学校的网络管理"); 
    } 
}

/** 
 * 安全部门 
 */ 
public class SecurityDepartment implements School { 
 
    private String name;//名称 
 
    public SecurityDepartment(String name) { 
        this.name = name; 
    } 
 
    @Override 
    public void addPart(School school) {} 
 
    @Override 
    public void removePart(School school) {} 
 
    @Override 
    public void displayPart() { 
        System.out.println("我是" + name + "，负责学校的安全工作"); 
    } 
}

最后，编写一个测试类，如下：

public class CompositeClient { 
 
    public static void main(String[] args) { 
        //总校部门 
        ConcreteSchool rootSchool = new ConcreteSchool("总校"); 
        rootSchool.addPart(new InternetDepartment("总校网络部门")); 
        rootSchool.addPart(new SecurityDepartment("总校安全部门")); 
 
        //分校部门 
        ConcreteSchool branchSchool = new ConcreteSchool("分校"); 
        branchSchool.addPart(new InternetDepartment("分校网络部门")); 
        branchSchool.addPart(new SecurityDepartment("分校安全部门")); 
 
        rootSchool.addPart(branchSchool); 
        rootSchool.displayPart();//展示信息 
    } 
}

输出结果：

我是总校网络部门，负责学校的网络管理 
我是总校安全部门，负责学校的安全工作 
我是分校网络部门，负责学校的网络管理 
我是分校安全部门，负责学校的安全工作

从上面的例子，可以很清晰看到类的层次关系，所有的具体对象当作一个单一的对象School来处理。

三、应用

在 Java 的 GUI 容器组件中，就用到了组合模式，所有的子类组件，都可以看作为容器对象。

当然，还有我们使用的 Mybatis 在处理动态 SQL 节点时，也应用到了组合设计模式，Mybatis 会将映射配置文件中定义的动态 SQL 节点、文本节点等解析成对应的 SqlNode 实现，并形成树形结构。

四、总结

当想表达对象的部分-整体的层次结构时，推荐采用组合模式进行设计。

五、参考

1、java的架构师技术栈 - 23种设计模式之组合模式

2、菜鸟教程 -组合模式