深度解析设计模式之组合模式

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!

1. /**
2. *学校接口
3. */
4. publicinterfaceSchool{
5.  
6. /**
7. *添加分校或者部门
8. *@paramschool
9. */
10. voidaddPart(Schoolschool);
11.  
12. /**
13. *移除分校或者部门
14. *@paramschool
15. */
16. voidremovePart(Schoolschool);
17.  
18. /**
19. *展示分校或者部门信息
20. */
21. voiddisplayPart();
22. }

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：

1. /**
2. *具体学校，可以是总校，也可以是分校
3. */
4. publicclassConcreteSchoolimplementsSchool{
5.  
6. privateStringname;//名称
7.  
8. privateListpartList=newArrayList<>();
9.  
10. publicConcreteSchool(Stringname){
11. this.name=name;
12. }
13.  
14. @Override
15. publicvoidaddPart(Schoolschool){
16. partList.add(school);
17. }
18.  
19. @Override
20. publicvoidremovePart(Schoolschool){
21. partList.remove(school);
22. }
23.  
24. /**
25. *学校查看部门信息
26. */
27. @Override
28. publicvoiddisplayPart(){
29. for(Schoolschool:partList){
30. school.displayPart();
31. }
32.  
33. }
34. }

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：

1. /**
2. *网络部门
3. */
4. publicclassInternetDepartmentimplementsSchool{
5.  
6. privateStringname;//名称
7.  
8. publicInternetDepartment(Stringname){
9. this.name=name;
10. }
11.  
12. @Override
13. publicvoidaddPart(Schoolschool){}
14.  
15. @Override
16. publicvoidremovePart(Schoolschool){}
17.  
18. @Override
19. publicvoiddisplayPart(){
20. System.out.println("我是"+name+"，负责学校的网络管理");
21. }
22. }

1. /**
2. *安全部门
3. */
4. publicclassSecurityDepartmentimplementsSchool{
5.  
6. privateStringname;//名称
7.  
8. publicSecurityDepartment(Stringname){
9. this.name=name;
10. }
11.  
12. @Override
13. publicvoidaddPart(Schoolschool){}
14.  
15. @Override
16. publicvoidremovePart(Schoolschool){}
17.  
18. @Override
19. publicvoiddisplayPart(){
20. System.out.println("我是"+name+"，负责学校的安全工作");
21. }
22. }

最后，编写一个测试类，如下：

1. publicclassCompositeClient{
2.  
3. publicstaticvoidmain(String[]args){
4. //总校部门
5. ConcreteSchoolrootSchool=newConcreteSchool("总校");
6. rootSchool.addPart(newInternetDepartment("总校网络部门"));
7. rootSchool.addPart(newSecurityDepartment("总校安全部门"));
8.  
9. //分校部门
10. ConcreteSchoolbranchSchool=newConcreteSchool("分校");
11. branchSchool.addPart(newInternetDepartment("分校网络部门"));
12. branchSchool.addPart(newSecurityDepartment("分校安全部门"));
13.  
14. rootSchool.addPart(branchSchool);
15. rootSchool.displayPart();//展示信息
16. }
17. }

输出结果：

1. 我是总校网络部门，负责学校的网络管理
2. 我是总校安全部门，负责学校的安全工作
3. 我是分校网络部门，负责学校的网络管理
4. 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

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/1PJUDnG4Dpozn_5lmSHPFA