Java 设计模式-组合模式

组合模式使用面向对象的思想来实现树形结构的构建与处理，描述了如何将容器对象和叶子对象进行递归组合，实现简单，灵活性好。由于在软件开发中存在大量的树形结构，因此组合模式是一种使用频率较高的结构型设计模式，Java SE 中的 AWT 和 Swing 包的设计就基于组合模式，在这些界面包中为用户提供了大量的容器构件（如 Container）和成员构件（如 Chec
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kbox、Button 和 TextComponent等），其结构如图所示：



在图中，Component 类是抽象构件，Checkbox、Button 和 TextComponent 是叶子构件，而Container 是容器构件，在一个容器构件中可以包含叶子构件，也可以继续包含容器构件，这些叶子构件和容器构件一起组成了复杂的 GUI 界面。 除此以外，在 XML 解析、组织结构树处理、文件系统设计等领域，组合模式都得到了广泛应用。

UML 图如下：

源代码 ：

Component : 组合中的对象声明接口，在适当的情况下，实现所有类共有接口的默认行为。声明一个接口用于访问和管理 Component 的子部件。

public interface Component {
public void add(Component component);

public void display();

public void remove(Component component);
}

Leaf : 表示叶节点对象。叶子节点没有子节点。

public class Leaf implements Component {
private String name;

public Leaf(String name) {
this.name = name;
}

@Override
public void add(Component component) {
}

@Override
public void display() {
System.out.println("leaf name:" + this.name);
}

@Override
public void remove(Component component) {
}
}

Composite : 定义枝节点行为，用来存储子部件，在 Component 接口中实现与子部件相关的操作。例如 Add 和 Remove。

public class Composite implements Component {
private String name;
private List<Component> componentList = new ArrayList<Component>();

public Composite(String name) {
this.name = name;
}

@Override
public void add(Component component) {
componentList.add(component);
}

@Override
public void display() {
for (Component component : componentList) {
component.display();
}
}

@Override
public void remove(Component component) {
componentList.remove(component);
}
}

Client : 通过 Component 接口操作结构中的对象。

public class Client {
public static void main(String[] args) {
Component com1=new Composite("root");
com1.add(new Leaf("A"));
com1.add(new Leaf("B"));
Component com2=new Composite("trunk");
com2.add(new Leaf(("C")));
com2.add(com1);
com2.display();
}
}

主要优点

组合模式的主要优点如下：

(1) 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，它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。

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

(3) 在组合模式中增加新的容器构件和叶子构件都很方便，无须对现有类库进行任何修改，符合“开闭原则”。

(4) 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，通过叶子对象和容器对象的递归组合，可以形成复杂的树形结构，但对树形结构的控制却非常简单。

主要缺点

组合模式的主要缺点如下：

在增加新构件时很难对容器中的构件类型进行限制。有时候我们希望一个容器中只能有某些特定类型的对象，例如在某个文件夹中只能包含文本文件，使用组合模式时，不能依赖类型系统来施加这些约束，因为它们都来自于相同的抽象层，在这种情况下，必须通过在运行时进行类型检查来实现，这个实现过程较为复杂。