1、【设计模式】组合模式
java設(shè)計模式之組合模式
【學(xué)習(xí)難度：★★★☆☆，使用頻率：★★★★☆】?
樹形結(jié)構(gòu)在軟件中隨處可見，例如操作系統(tǒng)中的目錄結(jié)構(gòu)、應(yīng)用軟件中的菜單、辦公系統(tǒng)中的公司組織結(jié)構(gòu)等等，如何運用面向?qū)ο蟮姆绞絹硖幚磉@種樹形結(jié)構(gòu)是組合模式需要解決的問題，組合模式通過一種巧妙的設(shè)計方案使得用戶可以一致性地處理整個樹形結(jié)構(gòu)或者樹形結(jié)構(gòu)的一部分，也可以一致性地處理樹形結(jié)構(gòu)中的葉子節(jié)點（不包含子節(jié)點的節(jié)點）和容器節(jié)點（包含子節(jié)點的節(jié)點）。下面將學(xué)習(xí)這種用于處理樹形結(jié)構(gòu)的組合模式。
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11.1 設(shè)計殺毒軟件的框架結(jié)構(gòu)
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| ????? Sunny軟件公司欲開發(fā)一個殺毒(AntiVirus)軟件，該軟件既可以對某個文件夾(Folder)殺毒，也可以對某個指定的文件(File)進(jìn)行殺毒。該殺毒軟件還可以根據(jù)各類文件的特點，為不同類型的文件提供不同的殺毒方式，例如圖像文件(ImageFile)和文本文件(TextFile)的殺毒方式就有所差異。現(xiàn)需要提供該殺毒軟件的整體框架設(shè)計方案。 |
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????? 在介紹Sunny公司開發(fā)人員提出的初始解決方案之前，我們先來分析一下操作系統(tǒng)中的文件目錄結(jié)構(gòu)，例如在Windows操作系統(tǒng)中，存在如圖11-1所示目錄結(jié)構(gòu)：
圖11-1 Windows目錄結(jié)構(gòu)
????? 圖11-1可以簡化為如圖11-2所示樹形目錄結(jié)構(gòu)：
圖11-2?樹形目錄結(jié)構(gòu)示意圖
????? 我們可以看出，在圖11-2中包含文件（灰色節(jié)點）和文件夾（白色節(jié)點）兩類不同的元素，其中在文件夾中可以包含文件，還可以繼續(xù)包含子文件夾，但是在文件中不能再包含子文件或者子文件夾。在此，我們可以稱文件夾為容器(Container)，而不同類型的各種文件是其成員，也稱為葉子(Leaf)，一個文件夾也可以作為另一個更大的文件夾的成員。如果我們現(xiàn)在要對某一個文件夾進(jìn)行操作，如查找文件，那么需要對指定的文件夾進(jìn)行遍歷，如果存在子文件夾則打開其子文件夾繼續(xù)遍歷，如果是文件則判斷之后返回查找結(jié)果。
????? Sunny軟件公司的開發(fā)人員通過分析，決定使用面向?qū)ο蟮姆绞絹韺崿F(xiàn)對文件和文件夾的操作，定義了如下圖像文件類ImageFile、文本文件類TextFile和文件夾類Folder：
//為了突出核心框架代碼，我們對殺毒過程的實現(xiàn)進(jìn)行了大量簡化 import java.util.*; //圖像文件類 class ImageFile { private String name; public ImageFile(String name) { this.name = name; } public void killVirus() { //簡化代碼，模擬殺毒 System.out.println("----對圖像文件'" + name + "'進(jìn)行殺毒"); } } //文本文件類 class TextFile { private String name; public TextFile(String name) { this.name = name; } public void killVirus() { //簡化代碼，模擬殺毒 System.out.println("----對文本文件'" + name + "'進(jìn)行殺毒"); } } //文件夾類 class Folder { private String name; //定義集合folderList，用于存儲Folder類型的成員 private ArrayList<Folder> folderList = new ArrayList<Folder>(); //定義集合imageList，用于存儲ImageFile類型的成員 private ArrayList<ImageFile> imageList = new ArrayList<ImageFile>(); //定義集合textList，用于存儲TextFile類型的成員 private ArrayList<TextFile> textList = new ArrayList<TextFile>(); public Folder(String name) { this.name = name; } //增加新的Folder類型的成員 public void addFolder(Folder f) { folderList.add(f); } //增加新的ImageFile類型的成員 public void addImageFile(ImageFile image) { imageList.add(image); } //增加新的TextFile類型的成員 public void addTextFile(TextFile text) { textList.add(text); } //需提供三個不同的方法removeFolder()、removeImageFile()和removeTextFile()來刪除成員，代碼省略 //需提供三個不同的方法getChildFolder(int i)、getChildImageFile(int i)和getChildTextFile(int i)來獲取成員，代碼省略 public void killVirus() { System.out.println("****對文件夾'" + name + "'進(jìn)行殺毒"); //模擬殺毒 //如果是Folder類型的成員，遞歸調(diào)用Folder的killVirus()方法 for(Object obj : folderList) { ((Folder)obj).killVirus(); } //如果是ImageFile類型的成員，調(diào)用ImageFile的killVirus()方法 for(Object obj : imageList) { ((ImageFile)obj).killVirus(); } //如果是TextFile類型的成員，調(diào)用TextFile的killVirus()方法 for(Object obj : textList) { ((TextFile)obj).killVirus(); } } }編寫如下客戶端測試代碼進(jìn)行測試：
class Client { public static void main(String args[]) { Folder folder1,folder2,folder3; folder1 = new Folder("Sunny的資料"); folder2 = new Folder("圖像文件"); folder3 = new Folder("文本文件"); ImageFile image1,image2; image1 = new ImageFile("小龍女.jpg"); image2 = new ImageFile("張無忌.gif"); TextFile text1,text2; text1 = new TextFile("九陰真經(jīng).txt"); text2 = new TextFile("葵花寶典.doc"); folder2.addImageFile(image1); folder2.addImageFile(image2); folder3.addTextFile(text1); folder3.addTextFile(text2); folder1.addFolder(folder2); folder1.addFolder(folder3); folder1.killVirus(); } }編譯并運行程序，輸出結(jié)果如下：
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| ****對文件夾'Sunny的資料'進(jìn)行殺毒 ****對文件夾'圖像文件'進(jìn)行殺毒 ----對圖像文件'小龍女.jpg'進(jìn)行殺毒 ----對圖像文件'張無忌.gif'進(jìn)行殺毒 ****對文件夾'文本文件'進(jìn)行殺毒 ----對文本文件'九陰真經(jīng).txt'進(jìn)行殺毒 ----對文本文件'葵花寶典.doc'進(jìn)行殺毒 |
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????? Sunny公司開發(fā)人員“成功”實現(xiàn)了殺毒軟件的框架設(shè)計，但通過仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)該設(shè)計方案存在如下問題：
????? (1)?文件夾類Folder的設(shè)計和實現(xiàn)都非常復(fù)雜，需要定義多個集合存儲不同類型的成員，而且需要針對不同的成員提供增加、刪除和獲取等管理和訪問成員的方法，存在大量的冗余代碼，系統(tǒng)維護(hù)較為困難；
????? (2)?由于系統(tǒng)沒有提供抽象層，客戶端代碼必須有區(qū)別地對待充當(dāng)容器的文件夾Folder和充當(dāng)葉子的ImageFile和TextFile，無法統(tǒng)一對它們進(jìn)行處理；
????? (3)?系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性差，如果需要增加新的類型的葉子和容器都需要對原有代碼進(jìn)行修改，例如如果需要在系統(tǒng)中增加一種新類型的視頻文件VideoFile，則必須修改Folder類的源代碼，否則無法在文件夾中添加視頻文件。
????? 面對以上問題，Sunny軟件公司的開發(fā)人員該如何來解決？這就需要用到本章將要介紹的組合模式，組合模式為處理樹形結(jié)構(gòu)提供了一種較為完美的解決方案，它描述了如何將容器和葉子進(jìn)行遞歸組合，使得用戶在使用時無須對它們進(jìn)行區(qū)分，可以一致地對待容器和葉子。
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11.2 組合模式概述
????? 對于樹形結(jié)構(gòu)，當(dāng)容器對象（如文件夾）的某一個方法被調(diào)用時，將遍歷整個樹形結(jié)構(gòu)，尋找也包含這個方法的成員對象（可以是容器對象，也可以是葉子對象）并調(diào)用執(zhí)行，牽一而動百，其中使用了遞歸調(diào)用的機(jī)制來對整個結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。由于容器對象和葉子對象在功能上的區(qū)別，在使用這些對象的代碼中必須有區(qū)別地對待容器對象和葉子對象，而實際上大多數(shù)情況下我們希望一致地處理它們，因為對于這些對象的區(qū)別對待將會使得程序非常復(fù)雜。組合模式為解決此類問題而誕生，它可以讓葉子對象和容器對象的使用具有一致性。
????? 組合模式定義如下：
| 組合模式(Composite Pattern)：組合多個對象形成樹形結(jié)構(gòu)以表示具有“整體—部分”關(guān)系的層次結(jié)構(gòu)。組合模式對單個對象（即葉子對象）和組合對象（即容器對象）的使用具有一致性，組合模式又可以稱為“整體—部分”(Part-Whole)模式，它是一種對象結(jié)構(gòu)型模式。 |
????? 在組合模式中引入了抽象構(gòu)件類Component，它是所有容器類和葉子類的公共父類，客戶端針對Component進(jìn)行編程。組合模式結(jié)構(gòu)如圖11-3所示：
圖11-3??組合模式結(jié)構(gòu)圖
????? 在組合模式結(jié)構(gòu)圖中包含如下幾個角色：
??????●?Component（抽象構(gòu)件）：它可以是接口或抽象類，為葉子構(gòu)件和容器構(gòu)件對象聲明接口，在該角色中可以包含所有子類共有行為的聲明和實現(xiàn)。在抽象構(gòu)件中定義了訪問及管理它的子構(gòu)件的方法，如增加子構(gòu)件、刪除子構(gòu)件、獲取子構(gòu)件等。
??????●?Leaf（葉子構(gòu)件）：它在組合結(jié)構(gòu)中表示葉子節(jié)點對象，葉子節(jié)點沒有子節(jié)點，它實現(xiàn)了在抽象構(gòu)件中定義的行為。對于那些訪問及管理子構(gòu)件的方法，可以通過異常等方式進(jìn)行處理。
??????●?Composite（容器構(gòu)件）：它在組合結(jié)構(gòu)中表示容器節(jié)點對象，容器節(jié)點包含子節(jié)點，其子節(jié)點可以是葉子節(jié)點，也可以是容器節(jié)點，它提供一個集合用于存儲子節(jié)點，實現(xiàn)了在抽象構(gòu)件中定義的行為，包括那些訪問及管理子構(gòu)件的方法，在其業(yè)務(wù)方法中可以遞歸調(diào)用其子節(jié)點的業(yè)務(wù)方法。
??????組合模式的關(guān)鍵是定義了一個抽象構(gòu)件類，它既可以代表葉子，又可以代表容器，而客戶端針對該抽象構(gòu)件類進(jìn)行編程，無須知道它到底表示的是葉子還是容器，可以對其進(jìn)行統(tǒng)一處理。同時容器對象與抽象構(gòu)件類之間還建立一個聚合關(guān)聯(lián)關(guān)系，在容器對象中既可以包含葉子，也可以包含容器，以此實現(xiàn)遞歸組合，形成一個樹形結(jié)構(gòu)。
????? 如果不使用組合模式，客戶端代碼將過多地依賴于容器對象復(fù)雜的內(nèi)部實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，容器對象內(nèi)部實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的變化將引起客戶代碼的頻繁變化，帶來了代碼維護(hù)復(fù)雜、可擴(kuò)展性差等弊端。組合模式的引入將在一定程度上解決這些問題。
????? 下面通過簡單的示例代碼來分析組合模式的各個角色的用途和實現(xiàn)。對于組合模式中的抽象構(gòu)件角色，其典型代碼如下所示：
abstract class Component { public abstract void add(Component c); //增加成員 public abstract void remove(Component c); //刪除成員 public abstract Component getChild(int i); //獲取成員 public abstract void operation(); //業(yè)務(wù)方法 }一般將抽象構(gòu)件類設(shè)計為接口或抽象類，將所有子類共有方法的聲明和實現(xiàn)放在抽象構(gòu)件類中。對于客戶端而言，將針對抽象構(gòu)件編程，而無須關(guān)心其具體子類是容器構(gòu)件還是葉子構(gòu)件。
????? 如果繼承抽象構(gòu)件的是葉子構(gòu)件，則其典型代碼如下所示：
class Leaf extends Component { public void add(Component c) { //異常處理或錯誤提示 } public void remove(Component c) { //異常處理或錯誤提示 } public Component getChild(int i) { //異常處理或錯誤提示 return null; } public void operation() { //葉子構(gòu)件具體業(yè)務(wù)方法的實現(xiàn) } }作為抽象構(gòu)件類的子類，在葉子構(gòu)件中需要實現(xiàn)在抽象構(gòu)件類中聲明的所有方法，包括業(yè)務(wù)方法以及管理和訪問子構(gòu)件的方法，但是葉子構(gòu)件不能再包含子構(gòu)件，因此在葉子構(gòu)件中實現(xiàn)子構(gòu)件管理和訪問方法時需要提供異常處理或錯誤提示。當(dāng)然，這無疑會給葉子構(gòu)件的實現(xiàn)帶來麻煩。
????? 如果繼承抽象構(gòu)件的是容器構(gòu)件，則其典型代碼如下所示：
class Composite extends Component { private ArrayList<Component> list = new ArrayList<Component>(); public void add(Component c) { list.add(c); } public void remove(Component c) { list.remove(c); } public Component getChild(int i) { return (Component)list.get(i); } public void operation() { //容器構(gòu)件具體業(yè)務(wù)方法的實現(xiàn) //遞歸調(diào)用成員構(gòu)件的業(yè)務(wù)方法 for(Object obj:list) { ((Component)obj).operation(); } } }?在容器構(gòu)件中實現(xiàn)了在抽象構(gòu)件中聲明的所有方法，既包括業(yè)務(wù)方法，也包括用于訪問和管理成員子構(gòu)件的方法，如add()、remove()和getChild()等方法。需要注意的是在實現(xiàn)具體業(yè)務(wù)方法時，由于容器構(gòu)件充當(dāng)?shù)氖侨萜鹘巧?#xff0c;包含成員構(gòu)件，因此它將調(diào)用其成員構(gòu)件的業(yè)務(wù)方法。在組合模式結(jié)構(gòu)中，由于容器構(gòu)件中仍然可以包含容器構(gòu)件，因此在對容器構(gòu)件進(jìn)行處理時需要使用遞歸算法，即在容器構(gòu)件的operation()方法中遞歸調(diào)用其成員構(gòu)件的operation()方法。
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import java.util.*; //抽象文件類：抽象構(gòu)件 abstract class AbstractFile { public abstract void add(AbstractFile file); public abstract void remove(AbstractFile file); public abstract AbstractFile getChild(int i); public abstract void killVirus(); } //圖像文件類：葉子構(gòu)件 class ImageFile extends AbstractFile { private String name; public ImageFile(String name) { this.name = name; } public void add(AbstractFile file) { System.out.println("對不起，不支持該方法！"); } public void remove(AbstractFile file) { System.out.println("對不起，不支持該方法！"); } public AbstractFile getChild(int i) { System.out.println("對不起，不支持該方法！"); return null; } public void killVirus() { //模擬殺毒 System.out.println("----對圖像文件'" + name + "'進(jìn)行殺毒"); } } //文本文件類：葉子構(gòu)件 class TextFile extends AbstractFile { private String name; public TextFile(String name) { this.name = name; } public void add(AbstractFile file) { System.out.println("對不起，不支持該方法！"); } public void remove(AbstractFile file) { System.out.println("對不起，不支持該方法！"); } public AbstractFile getChild(int i) { System.out.println("對不起，不支持該方法！"); return null; } public void killVirus() { //模擬殺毒 System.out.println("----對文本文件'" + name + "'進(jìn)行殺毒"); } } //視頻文件類：葉子構(gòu)件 class VideoFile extends AbstractFile { private String name; public VideoFile(String name) { this.name = name; } public void add(AbstractFile file) { System.out.println("對不起，不支持該方法！"); } public void remove(AbstractFile file) { System.out.println("對不起，不支持該方法！"); } public AbstractFile getChild(int i) { System.out.println("對不起，不支持該方法！"); return null; } public void killVirus() { //模擬殺毒 System.out.println("----對視頻文件'" + name + "'進(jìn)行殺毒"); } } //文件夾類：容器構(gòu)件 class Folder extends AbstractFile { //定義集合fileList，用于存儲AbstractFile類型的成員 private ArrayList<AbstractFile> fileList=new ArrayList<AbstractFile>(); private String name; public Folder(String name) { this.name = name; } public void add(AbstractFile file) { fileList.add(file); } public void remove(AbstractFile file) { fileList.remove(file); } public AbstractFile getChild(int i) { return (AbstractFile)fileList.get(i); } public void killVirus() { System.out.println("****對文件夾'" + name + "'進(jìn)行殺毒"); //模擬殺毒 //遞歸調(diào)用成員構(gòu)件的killVirus()方法 for(Object obj : fileList) { ((AbstractFile)obj).killVirus(); } } }?編寫如下客戶端測試代碼：
class Client { public static void main(String args[]) { //針對抽象構(gòu)件編程 AbstractFile file1,file2,file3,file4,file5,folder1,folder2,folder3,folder4; folder1 = new Folder("Sunny的資料"); folder2 = new Folder("圖像文件"); folder3 = new Folder("文本文件"); folder4 = new Folder("視頻文件"); file1 = new ImageFile("小龍女.jpg"); file2 = new ImageFile("張無忌.gif"); file3 = new TextFile("九陰真經(jīng).txt"); file4 = new TextFile("葵花寶典.doc"); file5 = new VideoFile("笑傲江湖.rmvb"); folder2.add(file1); folder2.add(file2); folder3.add(file3); folder3.add(file4); folder4.add(file5); folder1.add(folder2); folder1.add(folder3); folder1.add(folder4); //從“Sunny的資料”節(jié)點開始進(jìn)行殺毒操作 folder1.killVirus(); } }?編譯并運行程序，輸出結(jié)果如下：
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| ****對文件夾'Sunny的資料'進(jìn)行殺毒 ****對文件夾'圖像文件'進(jìn)行殺毒 ----對圖像文件'小龍女.jpg'進(jìn)行殺毒 ----對圖像文件'張無忌.gif'進(jìn)行殺毒 ****對文件夾'文本文件'進(jìn)行殺毒 ----對文本文件'九陰真經(jīng).txt'進(jìn)行殺毒 ----對文本文件'葵花寶典.doc'進(jìn)行殺毒 ****對文件夾'視頻文件'進(jìn)行殺毒 ----對視頻文件'笑傲江湖.rmvb'進(jìn)行殺毒 |
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????? 由于在本實例中使用了組合模式，在抽象構(gòu)件類中聲明了所有方法，包括用于管理和訪問子構(gòu)件的方法，如add()方法和remove()方法等，因此在ImageFile等葉子構(gòu)件類中實現(xiàn)這些方法時必須進(jìn)行相應(yīng)的異常處理或錯誤提示。在容器構(gòu)件類Folder的killVirus()方法中將遞歸調(diào)用其成員對象的killVirus()方法，從而實現(xiàn)對整個樹形結(jié)構(gòu)的遍歷。
????? 如果需要更換操作節(jié)點，例如只需對文件夾“文本文件”進(jìn)行殺毒，客戶端代碼只需修改一行即可，將代碼：
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| folder1.killVirus(); |
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???????改為：
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| folder3.killVirus(); |
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???????輸出結(jié)果如下：
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| ****對文件夾'文本文件'進(jìn)行殺毒 ----對文本文件'九陰真經(jīng).txt'進(jìn)行殺毒 ----對文本文件'葵花寶典.doc'進(jìn)行殺毒 |
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???????在具體實現(xiàn)時，我們可以創(chuàng)建圖形化界面讓用戶選擇所需操作的根節(jié)點，無須修改源代碼，符合“開閉原則”，客戶端無須關(guān)心節(jié)點的層次結(jié)構(gòu)，可以對所選節(jié)點進(jìn)行統(tǒng)一處理，提高系統(tǒng)的靈活性。
11.4? 透明組合模式與安全組合模式
????? 通過引入組合模式，Sunny公司設(shè)計的殺毒軟件具有良好的可擴(kuò)展性，在增加新的文件類型時，無須修改現(xiàn)有類庫代碼，只需增加一個新的文件類作為AbstractFile類的子類即可，但是由于在AbstractFile中聲明了大量用于管理和訪問成員構(gòu)件的方法，例如add()、remove()等方法，我們不得不在新增的文件類中實現(xiàn)這些方法，提供對應(yīng)的錯誤提示和異常處理。為了簡化代碼，我們有以下兩個解決方案：
??????解決方案一：將葉子構(gòu)件的add()、remove()等方法的實現(xiàn)代碼移至AbstractFile類中，由AbstractFile提供統(tǒng)一的默認(rèn)實現(xiàn)，代碼如下所示：
//提供默認(rèn)實現(xiàn)的抽象構(gòu)件類 abstract class AbstractFile { public void add(AbstractFile file) { System.out.println("對不起，不支持該方法！"); } public void remove(AbstractFile file) { System.out.println("對不起，不支持該方法！"); } public AbstractFile getChild(int i) { System.out.println("對不起，不支持該方法！"); return null; } public abstract void killVirus(); }如果客戶端代碼針對抽象類AbstractFile編程，在調(diào)用文件對象的這些方法時將出現(xiàn)錯誤提示。如果不希望出現(xiàn)任何錯誤提示，我們可以在客戶端定義文件對象時不使用抽象層，而直接使用具體葉子構(gòu)件本身，客戶端代碼片段如下所示：
class Client { public static void main(String args[]) { //不能透明處理葉子構(gòu)件 ImageFile file1,file2; TextFile file3,file4; VideoFile file5; AbstractFile folder1,folder2,folder3,folder4; //其他代碼省略 } }? 這樣就產(chǎn)生了一種不透明的使用方式，即在客戶端不能全部針對抽象構(gòu)件類編程，需要使用具體葉子構(gòu)件類型來定義葉子對象。
??????解決方案二：除此之外，還有一種解決方法是在抽象構(gòu)件AbstractFile中不聲明任何用于訪問和管理成員構(gòu)件的方法，代碼如下所示：
abstract class AbstractFile { public abstract void killVirus(); }此時，由于在AbstractFile中沒有聲明add()、remove()等訪問和管理成員的方法，其葉子構(gòu)件子類無須提供實現(xiàn)；而且無論客戶端如何定義葉子構(gòu)件對象都無法調(diào)用到這些方法，不需要做任何錯誤和異常處理，容器構(gòu)件再根據(jù)需要增加訪問和管理成員的方法，但這時候也存在一個問題：客戶端不得不使用容器類本身來聲明容器構(gòu)件對象，否則無法訪問其中新增的add()、remove()等方法，如果客戶端一致性地對待葉子和容器，將會導(dǎo)致容器構(gòu)件的新增對客戶端不可見，客戶端代碼對于容器構(gòu)件無法再使用抽象構(gòu)件來定義，客戶端代碼片段如下所示：
class Client { public static void main(String args[]) { AbstractFile file1,file2,file3,file4,file5; Folder folder1,folder2,folder3,folder4; //不能透明處理容器構(gòu)件 //其他代碼省略 } }?在使用組合模式時，根據(jù)抽象構(gòu)件類的定義形式，我們可將組合模式分為透明組合模式和安全組合模式兩種形式：
????? (1)?透明組合模式
????? 透明組合模式中，抽象構(gòu)件Component中聲明了所有用于管理成員對象的方法，包括add()、remove()以及getChild()等方法，這樣做的好處是確保所有的構(gòu)件類都有相同的接口。在客戶端看來，葉子對象與容器對象所提供的方法是一致的，客戶端可以相同地對待所有的對象。透明組合模式也是組合模式的標(biāo)準(zhǔn)形式，雖然上面的解決方案一在客戶端可以有不透明的實現(xiàn)方法，但是由于在抽象構(gòu)件中包含add()、remove()等方法，因此它還是透明組合模式，透明組合模式的完整結(jié)構(gòu)如圖11-6所示：
圖11-6??透明組合模式結(jié)構(gòu)圖
??????透明組合模式的缺點是不夠安全，因為葉子對象和容器對象在本質(zhì)上是有區(qū)別的。葉子對象不可能有下一個層次的對象，即不可能包含成員對象，因此為其提供add()、remove()以及getChild()等方法是沒有意義的，這在編譯階段不會出錯，但在運行階段如果調(diào)用這些方法可能會出錯（如果沒有提供相應(yīng)的錯誤處理代碼）。
????? (2)?安全組合模式
????? 安全組合模式中，在抽象構(gòu)件Component中沒有聲明任何用于管理成員對象的方法，而是在Composite類中聲明并實現(xiàn)這些方法。這種做法是安全的，因為根本不向葉子對象提供這些管理成員對象的方法，對于葉子對象，客戶端不可能調(diào)用到這些方法，這就是解決方案二所采用的實現(xiàn)方式。安全組合模式的結(jié)構(gòu)如圖11-7所示：
圖11-7??安全組合模式結(jié)構(gòu)圖
?????? 安全組合模式的缺點是不夠透明，因為葉子構(gòu)件和容器構(gòu)件具有不同的方法，且容器構(gòu)件中那些用于管理成員對象的方法沒有在抽象構(gòu)件類中定義，因此客戶端不能完全針對抽象編程，必須有區(qū)別地對待葉子構(gòu)件和容器構(gòu)件。在實際應(yīng)用中，安全組合模式的使用頻率也非常高，在Java?AWT中使用的組合模式就是安全組合模式。
11.5 公司組織結(jié)構(gòu)
???????在學(xué)習(xí)和使用組合模式時，Sunny軟件公司開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)樹形結(jié)構(gòu)其實隨處可見，例如Sunny公司的組織結(jié)構(gòu)就是“一棵標(biāo)準(zhǔn)的樹”，如圖11-8所示：
圖11-8? Sunny公司組織結(jié)構(gòu)圖
????? 在Sunny軟件公司的內(nèi)部辦公系統(tǒng)Sunny OA系統(tǒng)中，有一個與公司組織結(jié)構(gòu)對應(yīng)的樹形菜單，行政人員可以給各級單位下發(fā)通知，這些單位可以是總公司的一個部門，也可以是一個分公司，還可以是分公司的一個部門。用戶只需要選擇一個根節(jié)點即可實現(xiàn)通知的下發(fā)操作，而無須關(guān)心具體的實現(xiàn)細(xì)節(jié)。這不正是組合模式的“特長”嗎？于是Sunny公司開發(fā)人員繪制了如圖11-9所示結(jié)構(gòu)圖：
圖11-9 ?Sunny公司組織結(jié)構(gòu)組合模式示意圖
???????在圖11-9中，“單位”充當(dāng)了抽象構(gòu)件角色，“公司”充當(dāng)了容器構(gòu)件角色，“研發(fā)部”、“財務(wù)部”和“人力資源部”充當(dāng)了葉子構(gòu)件角色。
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11.6 組合模式總結(jié)
????? 組合模式使用面向?qū)ο蟮乃枷雭韺崿F(xiàn)樹形結(jié)構(gòu)的構(gòu)建與處理，描述了如何將容器對象和葉子對象進(jìn)行遞歸組合，實現(xiàn)簡單，靈活性好。由于在軟件開發(fā)中存在大量的樹形結(jié)構(gòu)，因此組合模式是一種使用頻率較高的結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式，Java SE中的AWT和Swing包的設(shè)計就基于組合模式，在這些界面包中為用戶提供了大量的容器構(gòu)件（如Container）和成員構(gòu)件（如Checkbox、Button和TextComponent等），其結(jié)構(gòu)如圖11-10所示：
圖11-10 AWT組合模式結(jié)構(gòu)示意圖
????? 在圖11-10中，Component類是抽象構(gòu)件，Checkbox、Button和TextComponent是葉子構(gòu)件，而Container是容器構(gòu)件，在AWT中包含的葉子構(gòu)件還有很多，因為篇幅限制沒有在圖中一一列出。在一個容器構(gòu)件中可以包含葉子構(gòu)件，也可以繼續(xù)包含容器構(gòu)件，這些葉子構(gòu)件和容器構(gòu)件一起組成了復(fù)雜的GUI界面。
????? 除此以外，在XML解析、組織結(jié)構(gòu)樹處理、文件系統(tǒng)設(shè)計等領(lǐng)域，組合模式都得到了廣泛應(yīng)用。
????? 1.?主要優(yōu)點
????? 組合模式的主要優(yōu)點如下：
????? (1)?組合模式可以清楚地定義分層次的復(fù)雜對象，表示對象的全部或部分層次，它讓客戶端忽略了層次的差異，方便對整個層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。
????? (2)?客戶端可以一致地使用一個組合結(jié)構(gòu)或其中單個對象，不必關(guān)心處理的是單個對象還是整個組合結(jié)構(gòu)，簡化了客戶端代碼。
????? (3)?在組合模式中增加新的容器構(gòu)件和葉子構(gòu)件都很方便，無須對現(xiàn)有類庫進(jìn)行任何修改，符合“開閉原則”。
????? (4)?組合模式為樹形結(jié)構(gòu)的面向?qū)ο髮崿F(xiàn)提供了一種靈活的解決方案，通過葉子對象和容器對象的遞歸組合，可以形成復(fù)雜的樹形結(jié)構(gòu)，但對樹形結(jié)構(gòu)的控制卻非常簡單。
????? 2.?主要缺點
????? 組合模式的主要缺點如下：
????? 在增加新構(gòu)件時很難對容器中的構(gòu)件類型進(jìn)行限制。有時候我們希望一個容器中只能有某些特定類型的對象，例如在某個文件夾中只能包含文本文件，使用組合模式時，不能依賴類型系統(tǒng)來施加這些約束，因為它們都來自于相同的抽象層，在這種情況下，必須通過在運行時進(jìn)行類型檢查來實現(xiàn)，這個實現(xiàn)過程較為復(fù)雜。
????? 3.?適用場景
????? 在以下情況下可以考慮使用組合模式：
????? (1)?在具有整體和部分的層次結(jié)構(gòu)中，希望通過一種方式忽略整體與部分的差異，客戶端可以一致地對待它們。
????? (2)?在一個使用面向?qū)ο笳Z言開發(fā)的系統(tǒng)中需要處理一個樹形結(jié)構(gòu)。
????? (3)?在一個系統(tǒng)中能夠分離出葉子對象和容器對象，而且它們的類型不固定，需要增加一些新的類型。
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【作者：劉偉 ?http://blog.csdn.net/lovelion】
轉(zhuǎn)自：https://www.cnblogs.com/lfxiao/p/6816026.html
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/itplay/p/9639593.html
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