組合模式的定義與特點
組合（Composite）模式的定義：有時又叫作部分-整體模式，它是一種将對象組合成樹狀的層次結構的模式，用來表示“部分-整體”的關系，使使用者對單個對象群組合對象具有一緻的通路性。
組合模式的主要優點有：
- 組合模式使得用戶端代碼可以一緻地處理單個對象群組合對象，無須關心自己處理的是單個對象，還是組合對象，這簡化了用戶端代碼；
- 更容易在組合體内加入新的對象，用戶端不會因為加入了新的對象而更改源代碼，滿足“開閉原則”；
其主要缺點是：
- 設計較複雜，用戶端需要花更多時間理清類之間的層次關系；
- 不容易限制容器中的構件；
- 不容易用繼承的方法來增加構件的新功能；
組合模式的結構與實作
組合模式的結構不是很複雜，下面對它的結構和實作進行分析。
1. 模式的結構
組合模式包含以下主要角色。
- 抽象構件（Component）角色：它的主要作用是為樹葉構件和樹枝構件聲明公共接口，并實作它們的預設行為。在透明式的組合模式中抽象構件還聲明通路和管理子類的接口；在安全式的組合模式中不聲明通路和管理子類的接口，管理工作由樹枝構件完成。
- 樹葉構件（Leaf）角色：是組合中的葉節點對象（葉子節點），它沒有子節點，用于實作抽象構件角色中 聲明的公共接口。
- 樹枝構件（Composite）角色：是組合中的分支節點對象（非葉子節點），它有子節點。它實作了抽象構件角色中聲明的接口，它的主要作用是存儲和管理子部件，通常包含 Add()、Remove()、GetChild() 等方法。
組合模式分為透明式的組合模式和安全式的組合模式。
(1) 透明方式：在該方式中，由于抽象構件聲明了所有子類中的全部方法，是以用戶端無須差別樹葉對象和樹枝對象，對用戶端來說是透明的。但其缺點是：樹葉構件本來沒有 Add()、Remove() 及 GetChild() 方法，卻要實作它們（空實作或抛異常），這樣會帶來一些安全性問題。其結構圖如圖 1 所示。
代碼實作：
/**
* 組織結構，相當于Component接口
*
* @author Administrator
*/
public abstract class OrganizationComponent {
/**
* 名稱
*/
private String name;
/**
* 說明
*/
private String desc;
public OrganizationComponent(String name, String desc) {
super();
this.name = name;
this.desc = desc;
}
/**
* 新增方法，預設實作 這裡不寫成抽象方法，是考慮葉子節點不需要實作改方法
*/
protected void add(OrganizationComponent component) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
protected void remove(OrganizationComponent component) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
/**
* 列印方法，描述基本資訊
*/
public abstract void print();
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getDesc() {
return desc;
}
public void setDesc(String desc) {
this.desc = desc;
}
@Override
public String toString() {
return "OrganizationComponent [name=" + name + ", desc=" + desc + "]";
}
} /**
* University根節點，下級為Collage，相當于Composite
*
* @author Administrator
*/
public class University extends OrganizationComponent {
/**
* list存放的是學院Collage
*/
private List<OrganizationComponent> organizationComponentList = new ArrayList<>();
public University(String name, String desc) {
super(name, desc);
}
@Override
protected void add(OrganizationComponent component) {
organizationComponentList.add(component);
}
@Override
protected void remove(OrganizationComponent component) {
organizationComponentList.remove(component);
}
@Override
public void print() {
System.out.println("================================");
System.out.println(this.toString());
// 周遊輸出學院
for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponentList) {
organizationComponent.print();
}
}
@Override
public String toString() {
return "University [name=" + getName() + ", desc=" + getDesc() + "]";
}
} /**
* 上級為University，下級為Department，相當于Composite
*
* @author Administrator
*/
public class Collage extends OrganizationComponent {
/**
* 這個list存方法的是院系Department
*/
private List<OrganizationComponent> organizationComponentList = new ArrayList<>();
public Collage(String name, String desc) {
super(name, desc);
}
@Override
protected void add(OrganizationComponent component) {
organizationComponentList.add(component);
}
@Override
protected void remove(OrganizationComponent component) {
organizationComponentList.remove(component);
}
@Override
public void print() {
System.out.println("================================");
System.out.println(this.toString());
// 周遊輸出學院
for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponentList) {
organizationComponent.print();
}
}
@Override
public String toString() {
return "Collage [name=" + getName() + ", desc=" + getDesc() + "]";
}
} /**
* Department，葉子節點，相當于Leaf
* 不需要實作add，remove方法
*
* @author Administrator
*/
public class Department extends OrganizationComponent {
public Department(String name, String desc) {
super(name, desc);
}
@Override
public void print() {
System.out.println(this.toString());
}
@Override
public String toString() {
return "Department [name=" + getName() + ", desc=" + getDesc() + "]";
}
} public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 建立點選節點，university
OrganizationComponent university = new University("北京大學", "中國頂級大學");
// 建立節點，collage
OrganizationComponent collage1 = new Collage("計算機學院", "中國頂級計算機學院");
OrganizationComponent collage2 = new Collage("古漢語學院", "中國頂級古漢語學院");
// 建立葉子節點，Department
OrganizationComponent department11 = new Department("軟體工程", "中國頂級軟體工程");
OrganizationComponent department12 = new Department("物聯網", "中國頂級物聯網專業");
collage1.add(department11);
collage1.add(department12);
university.add(collage1);
OrganizationComponent department21 = new Department("八股文", "中國頂級八股文專業");
collage2.add(department21);
university.add(collage2);
university.print();
}
} 運作結果：
(2) 安全方式：在該方式中，将管理子構件的方法移到樹枝構件中，抽象構件和樹葉構件沒有對子對象的管理方法，這樣就避免了上一種方式的安全性問題，但由于葉子和分支有不同的接口，用戶端在調用時要知道樹葉對象和樹枝對象的存在，是以失去了透明性。其結構圖如圖 2 所示。
2. 模式的實作
假如要通路集合 c0={leaf1,{leaf2,leaf3}} 中的元素，其對應的樹狀圖如圖 3 所示。
下面給出透明式的組合模式的實作代碼，與安全式的組合模式的實作代碼類似，隻要對其做簡單修改就可以了。
組合模式的應用場景
前面分析了組合模式的結構與特點，下面分析它适用的以下應用場景。
- 在需要表示一個對象整體與部分的層次結構的場合。
- 要求對使用者隐藏組合對象與單個對象的不同，使用者可以用統一的接口使用組合結構中的所有對象的場合。
組合模式的擴充
如果對前面介紹的組合模式中的樹葉節點和樹枝節點進行抽象，也就是說樹葉節點和樹枝節點還有子節點，這時組合模式就擴充成複雜的組合模式了，如 Java AWT/Swing 中的簡單元件 JTextComponent 有子類 JTextField、JTextArea，容器元件 Container 也有子類 Window、Panel。複雜的組合模式的結構圖如圖 5 所示。