组合模式：生日礼物说明

第五章　生日礼物——组合模式

5.1　生日礼物

时间：12月19日　　地点：商场　　人物：大B和他女朋友

大B和他的女朋友是大学同学，他们在一起渡过了美好的大学时光。今天又到了女朋友过生日，大B自然要送上礼物以表心意。

MM：“今天我过生日，你可要送我一件礼物喔！”

大B：“嗯，好吧。今年就好好地补赏你。”

MM：“好，那就要把过去的都补回来喔！”

大B：“好啊，没问题。”

MM：“那你打算怎么补赏我啊？”

大B：“去商店，你自己挑。怎么样？”

MM：“这还差不多。”

大B：“那当然，谁叫我是你男朋友哩。”

MM高兴地拉着大B去逛商店。刚好现在是新贷上市的时候，各式各样的服装，饰品，琳琅满目，而且特别有个性。大B的女朋友看到这个也喜欢，那个也想要，结果什么都想买。

MM：“这件T恤挺漂亮，买，这条裙子好看，买，这个包也不错，买。”

大B：“喂，买了三件了呀！我只答应送一件礼物的哦。”

MM：“什么呀！T恤加裙子加包包 ，正好配成一套呀，小姐，麻烦你包起来。”

大B：“……”（口吐白沫，四肢抽搐，不省人事ing…）

5.2　组合模式

时间：12月19日　　地点：大B房间　　人物：大B，小A

大B的MM十分之聪明地运用了组合模式，将3件礼物“合成”至1件（套），从而让大B以买一件礼物的方式（反正大B只要付一次钱～～）买了3件礼物。由此不难看出，组合模式将对象以树形结构组织起来，以达到“部分－整体”的层次结构，使得客户（钱包瘪瘪的大B）对单个对象和组合对象（1件vs1套）的使用具有一致性（付一次钱）。

大B：“你知道什么是组合模式吗？”

小A：“嗯，将对象组合成树形结构以表示‘部分-整体’的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。（来自GOF定义）”

大B：“组合模式（又为‘部分-整体’模式）屏蔽了容器对象与单个对象在使用时的差异，为客户端提供统一的操作接口，从而降低客户代码与被调用对象的耦合关系，方便系统的维护与扩展。”

5.3　结构图

大B：“下面是组合模式的结构图如图5-1所示。”

图5-1　结构图

大B：“组合模式为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组合模式的子部件。”

Leaf在组合中表示叶节点对象，叶节点没有子节点

Composite定义有枝节点行为，用来存储子部件，在Component接口中实现与子部件有关的操作，比如增加Add和删除Remove

客户端代码，能通过Component接口操作组合部件的对象

显示结果：

-root

---leaf A

---leaf B

---Composite X

-----Leaf XA

-----Leaf XB

-----Composite XY

-------Composite XYA

-------Composite XYB

---Leaf c

大B：“现在你能用代码以组合模式，试写一下我给我女朋友买生日礼物。”

小A：“OK”

代码：

大B：“嘿嘿！不错喔！”

5.4　组合模式的使用(www.xing528.com)

小A：“组合模式比较简单，也很容易学习，当你面对一个树形结构的时候，脑筋就该多转一圈：是否可以在该结构中使用组合模式模式？”

大B：“我跟你讲一种简单的方法：定义一个公用的接口，让组合对象和单个对象都去实现该接口。因此，如果面对单个对象，则调用单个对象的方法；如果面对组合对象，递归遍历之，依次调用每个对象的方法；单个对象：相当于树形结构中的叶节点，它不包含任何子对象。”

小A：“如何去实现组合模式模式呢？”

大B：“组合对象相当于树形结构中的枝节点，它可以包含更小的枝对象，也可以包含叶对象。下面的代码是以抽象类定义，一般尽量用接口interface。”

大B：“抽象类Equipment就是Component定义，代表着组合体类的对象们,Equipment中定义几个共同的方法。”

小A：“什么是Disk？”

大B：“Disk是组合体内的一个对象，或称一个部件，这个部件是个单独元素( Primitive)。还有一种可能是，一个部件也是一个组合体，就是说这个部件下面还有‘儿子’，这是树形结构中通常的情况，应该比较轻易理解。”

现在我们先要定义这个组合体：

大B：“上面CompositeEquipment继续了Equipment,同时为自己里面的对象们提供了外部访问的方法,重载Iterator,Iterator是Java的Collection的一个接口，是Iterator模式的实现.”

5.5　适用场景

大B：“当需求中是体现部分与整体层次的结构时，以及希望用户可以忽略组合对象 与单个对象的不同时，统一地使用组合结构中的所有对象时，就应该考虑用组合模式了。明白吧？”

小A：“嗯！是的，明白。”

5.6　树

大B：“经常使用Control，你会发现Control有Controls的属性，而Controls集合包含的还是一个Control,类似的还有XmlNode。他们都有一个共有的特性,数据结构都是树行结构。”

小A：“什么是树形模式呢？”

大B：“树(Tree)是n(n≥0)个结点的有限集T，T为空时称为空树，否则它满足如下两个条件：1、有且仅有一个特定的称为根(Root)的结点；2、 其余的结点可分为m(m≥0)个互不相交的子集Tl，T2，…，Tm，其中每个子集本身又是一棵树，并称其为根的子树(SubTree)。”

大B：“上面给出的递归定义刻画了树的固有特性：一棵非空树是由若干棵子树构成的，而子树又可由若干棵更小的子树构成。而这里的子树可以是叶子也可以是分支。先看下一幅图，如图5-2所示，里面的套娃就是一个套着一个的。”

图5-2　套娃

这样一堆娃娃，一个大的套一个小的，小的里面还可以套更小的，所以其组织结构为：

Top toy

-Toy

--toy

---toy

----toy

大B：“如果用程序来描述图5-2套娃，用设计模式的组合模式(Composite）是一个不错的主意。组合模式在GOF中定义为：组合(Composite)模式将对象以树形结构组织起来，以达成‘部分－整体’的层次结构，使得客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性。”

类图如图5-3所示：

图5-3　类图

大B：“可以说，组合模式是比较简单易学的设计模式，我按照其定义和规则，实现一个论坛主题，帖子的组合关系。论坛中，一个主题可以包括很多帖子 ，一个帖子还可以包括很多回复。”

关系是：

Thread

-- Thread||Message

---- Thread||Message

下面是实现文件：

工厂类为：

客户端调用方法为：

类关系图如图5-4所示：

图5-4　类关系图

输结果为:

5.6　组合模式的优点

大B：“说说组合模式的优点吧。”

小A：“组合模式定义了包含基本对象和组合对象的类层次结构。基本对象可以被组合成更复杂的组合 对象，而这个组合对象又可以被组合，这样不断地递归下去，客户代码中，任何用到基本对象的 地方都可以使用组合对象了。 用户不用关心到底是处理一个叶节点还是处理一个组合组件， 也就是用不着为定义组合而写一些选择判断语句了，简单地说就是组合模式让客户可以一致地使用 组合结构和单个对象。”

大B：“嗯，你知道什么是透明方式，什么是安全方式，及他们的好处。”

小A：“ 透明方式也就是说在Component中声明所有用来管理子对象的方法中，其中包括Add、Remove 等。这样实现Component接口的所有子类都具备了Add和Remove。这样做的好处就是叶节点 和枝节点对于外界没有区别，它们具备完全一致的行为接口。但问题也很明显，因为Leaf 类本身不具备Add()、Remove()方法的功能，所以实现它是没有意义的。

安全方式也就是在Component接口中不去声明Add和Remove方法，那么子类的Leaf也不需要去实现它，而是在 Composite声明所有用来管理子类对象的方法。不过由于不透明，所以树叶和树枝将不具有相同的接口， 客户端的调用需要做相应的判断，带来了不便 。”