11、Composite 组合模式 容器与内容的一致性(抽象化) 结构型设计模式

1、Composite模式定义

组合模式（Composite Pattern），又叫部分整体模式，是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。组合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。这种类型的设计模式属于结构型模式，它创建了对象组的树形结构。

这种模式创建了一个包含自己对象组的类。该类提供了修改相同对象组的方式。

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.

2、示例代码

类图：

类的一览表

定义Entry类

 package cn.design.structured.compposite;
 ​
 /**
  * @author lin
  * @version 1.0
  * @date 2020-07-23 17:04
  * @Description TODO
  */
 public abstract class Entry {
     /**
      * 获取名字
      *
      * @return String
      */
     public abstract String getName();
 ​
     /**
      * 获取大小
      *
      * @return int
      */
     public abstract int getSize();
 ​
     /**
      * 加入目录条目
      *
      * @param entry 入参
      * @return 返回
      */
     public Entry add(Entry entry) {
         throw new FileTreatmentException();
     }
 ​
     public void printList() {            // 显示目录条目
         printList("");
     }
 ​
     protected abstract void printList(String prefix);  // 显示条目前缀
 ​
     @Override
     public String toString() {
         return getName() + "(" + getSize() + ")";
     }
 }
 ​

定义FileTreatmentException类

 package cn.design.structured.compposite;
 ​
 /**
  * @author lin
  * @version 1.0
  * @date 2020-07-23 17:06
  * @Description TODO
  */
 public class FileTreatmentException extends RuntimeException {
     public FileTreatmentException() {
     }
 ​
     public FileTreatmentException(String message) {
         super(message);
     }
 ​
 }
 ​

定义File类

 package cn.design.structured.compposite;
 ​
 /**
  * @author lin
  * @version 1.0
  * @date 2020-07-23 17:05
  * @Description 文件类
  */
 public class File extends Entry {
     private String name;
     private int size;
 ​
     public File(String name, int size) {
         this.name = name;
         this.size = size;
     }
 ​
     @Override
     public String getName() {
         return name;
     }
 ​
     @Override
     public int getSize() {
         return size;
     }
 ​
     @Override
     protected void printList(String prefix) {
         System.out.println(prefix + "/" + this);
     }
 }
 ​

定义Directory类

 package cn.design.structured.compposite;
 ​
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Iterator;
 ​
 /**
  * @author lin
  * @version 1.0
  * @date 2020-07-23 17:05
  * @Description TODO
  */
 public class Directory extends Entry {
 ​
     private final String name;
     private final ArrayList<Entry> directory = new ArrayList<>();
 ​
     public Directory(String name) {
         this.name = name;
     }
 ​
     @Override
     public String getName() {
         return name;
     }
 ​
     @Override
     public int getSize() {
         int size = 0;
         for (Entry entry : directory) {
             size += entry.getSize();
         }
         return size;
     }
 ​
     @Override
     protected void printList(String prefix) {
         System.out.println(prefix + "/" + this);
         for (Entry entry : directory) {
             entry.printList(prefix + "/" + name);
         }
     }
 ​
     @Override
     public Entry add(Entry entry) {
         directory.add(entry);
         return this;
     }
 }
 ​

定义CompositeMain测试类

 package cn.design.structured.compposite;
 ​
 /**
  * @author lin
  * @version 1.0
  * @date 2020-07-23 16:40
  * @Description TODO
  */
 public class CompositeMain {
     public static void main(String[] args) {
         try {
             System.out.println("Making root entries............");
             Entry rooter = new Directory("root");
             Entry binder = new Directory("bin");
             Entry teador = new Directory("tmp");
             Entry under = new Directory("usr");
             rooter.add(binder);
             rooter.add(teador);
             rooter.add(under);
             binder.add(new File("yi", 1000));
             binder.add(new File("latex", 200000));
 ​
             System.out.println("");
             System.out.println("Making user entries......");
             Entry yuki = new Directory("yuki");
             Entry hanako = new Directory("tomura");
             Entry tomuura = new Directory("tomura");
             under.add(yuki);
             under.add(hanako);
             under.add(tomuura);
             yuki.add(new File("diary.html", 1000));
             rooter.printList();
         } catch (Exception e) {
             System.err.println();
         }
     }
 }
 ​

运行结果如下:

 Making root entries............
 ​
 Making user entries......
 /root(202000)
 /root/bin(201000)
 /root/bin/yi(1000)
 /root/bin/latex(200000)
 /root/tmp(0)
 /root/usr(1000)
 /root/usr/yuki(1000)
 /root/usr/yuki/diary.html(1000)
 /root/usr/tomura(0)
 /root/usr/tomura(0)
 与目标VM断开连接, 地址为: ''127.0.0.1:54150', transport: '套接字'', 传输: '{1}'
 ​
 Process finished with exit code 0
 ​

3、深入了解

复合模式类图

角色分工

◆Leaf(树叶)

表示“内容”的角色。在该角色中不能放入其他对象。在示例程序中，由File类扮演此角色。

◆Composite (复合物)

表示容器的角色。可以在其中放入Leaf角色和Composite角色。在示例程序中，由 Di rectory类扮演此角色。

◆Component

使Leaf角色和Composite角色具有-致性的角色。Composite 角色是Leaf角色和Composite角 色的父类。在示例程序中，由Entry类扮演此角色。

◆Client

使用Composite模式的角色。在示例程序中，由Main类扮演此角色。 Composite模式的类图如图11-3 所示。在该图中，可以将Composite角色与它内部的 Component角色(即Leaf角色或Composite角色)看成是父亲与孩子们的关系。getChild方法的作用是从Component角色获取这些“孩子们”。

4、小结

Composite比较容易理解，想到Composite就应该想到树形结构图。组合体内这些对象都有共同接口,当组合体一个对象的方法被调用执行时，Composite将遍历(Iterator)整个树形结构,寻找同样包含这个方法的对象并实现调用执行。可以用牵一动百来形容。

意图：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。

主要解决：它在我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以像处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。

何时使用： 1、您想表示对象的部分-整体层次结构（树形结构）。 2、您希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象。

如何解决：树枝和叶子实现统一接口，树枝内部组合该接口。

关键代码：树枝内部组合该接口，并且含有内部属性 List，里面放 Component。

优点： 1、高层模块调用简单。 2、节点自由增加。

缺点：在使用组合模式时，其叶子和树枝的声明都是实现类，而不是接口，违反了依赖倒置原则。

使用场景：部分、整体场景，如树形菜单，文件、文件夹的管理。

注意事项：定义时为具体类。

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