设计模式之组合模式(Composite)

组合模式：允许你将对象组合成树状结构来表现“整体/部分”层次结构。组合能让客户以一致的方式处理个别对象以及组合对象

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组合模式UML图：

组合模式的一种常见的特征就是内部有一个集合，集合当中保存着一系列的自身接口的引用。这样就可以在组合对象中任意新增新的组合对象，最终表现为一种树形结构形态。

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组合模式通常和迭代器模式一起使用，来遍历某个节点下所有的子节点。

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下面是一个菜单的例子

首先我们总揽一下该例子程序的类图结构：

事例场景：某餐厅的菜单（OursMenu）包含了中餐菜单（ZhongCanMenu）和西餐菜单（XiCanMenu）两类子菜单，其中ZhongCanMenu中具体的菜肴有红烧肉（HongShaoRou）和水煮鱼（ShuiZhuYu），XiCanMenu中具体的菜肴有意大利面（YiDaLiMian），另外还有一个咖喱鸡饭（GaliJiFan）没有另作分类直接放在了OursMenu当中，现在我们需要列出所有的菜肴的价格。

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package com.pattern.menu;/** * 菜单接口 */public interface Menu {/** * 添加菜肴 * @param item */void addItem(MenuItem item);/** * 列印出所有菜肴的价格 */void printItems();/** * 添加一个子菜单 * @param xiCanMenu */void addSubMenu(Menu xiCanMenu);}

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package com.pattern.menu;/** * 菜肴接口 */public interface MenuItem {/** * 列印菜肴价格 */void price();}

package com.pattern.menu;import java.util.ArrayList;import java.util.Collection;import java.util.Iterator;/** * 菜单接口抽象类 */public abstract class AbstractMenu implements Menu {/** * 保存所有子菜单的集合 */private Collection<Menu> menus = new ArrayList<Menu>();/** * 保存当前菜单的菜肴 */private Collection<MenuItem> menuItems = new ArrayList<MenuItem>();public void addSubMenu(Menu menu){menus.add(menu);}public void addItem(MenuItem item) {menuItems.add(item);}public void printItems() {printMyMenusItems();printMyItems();}/** * 列印出当前菜单中所有子菜单的菜肴 */private void printMyMenusItems() {Iterator<Menu> menusItrator = menus.iterator();while (menusItrator.hasNext()) {Menu menu = (Menu) menusItrator.next();menu.printItems();}}/** * 列印当前菜单中的菜肴 */private void printMyItems() {Iterator<MenuItem> itemsIterator = menuItems.iterator();while (itemsIterator.hasNext()) {MenuItem menuItem = (MenuItem) itemsIterator.next();menuItem.price();}}}

以下是具体实例类代码：

/** * 中餐菜单 */public class ZhongCanMenu extends AbstractMenu{}/** * 西餐菜单 */public class XiCanMenu extends AbstractMenu {}/** * 餐厅总菜单 */public class OursMenu extends AbstractMenu {}

/** * 咖喱鸡饭 */public class GaliJiFan implements MenuItem {public void price() {System.out.println("GaliJiFan:"+"RMB 25.00");}}

/** * 红烧肉 */public class HongShaoRou implements MenuItem {public void price() {System.out.println("HongShaoRou:"+"RMB 23.00");}}

/** * 水煮鱼 */public class ShuiZhuYu implements MenuItem {public void price() {System.out.println("ShuiZhuYu:"+"RMB 48.00");}}

/** * 意大利面 */public class YiDaLiMian implements MenuItem {public void price() {System.out.println("YiDaLiMian:"+"RMB 203.00");}}

Main方法：

package com.pattern.menu;public class APP {public static void main(String[] args) {//实例化所有菜肴MenuItem hongShaoRou = new HongShaoRou();MenuItem shuiZhuYu = new ShuiZhuYu();MenuItem yiDaLiMian = new YiDaLiMian();MenuItem galiJiFan = new GaliJiFan();//实例化所有菜单Menu zhongCanMenu = new ZhongCanMenu();Menu xiCanMenu = new XiCanMenu();Menu oursMenu = new OursMenu();//添加菜肴到相关菜单xiCanMenu.addItem(yiDaLiMian);zhongCanMenu.addItem(shuiZhuYu);zhongCanMenu.addItem(hongShaoRou);//组合子菜单和菜肴到餐厅总菜单oursMenu.addSubMenu(xiCanMenu);oursMenu.addSubMenu(zhongCanMenu);oursMenu.addItem(galiJiFan);//列印所有菜肴价格oursMenu.printItems();}}

有些参考资料中，为了说明组合这个设计模式，让菜肴和菜单都实现一个接口，显然这是两个不同的对象，必然会导致有些菜单对象的方法根本就不适合菜肴对象，最后通过在不相关的方法实现中抛出UnsupportedOperationException异常来解决这类问题。

这里我将菜单和菜肴分别抽象为两个接口，通过组合关联的方式完成整个菜单结构，仅仅从菜单那边实现组合模式来建立树状结构。这样做的好处是各自履行各自的职责，不会去干一些不相关或者没有意义事情（比如让菜肴去新增一个子菜单），虽然一定程度上有些违背组合这个设计模式的定义，即没有以一致的方式处理个别对象以及组合对象（组合模式的定义），但个人认为合理就好，没必要生搬硬套模式，毕竟模式也有不遵循设计原则的地方（可能是为了达到某个目标而没有遵循设计原则而采取的折中方案），关键是要适合具体的场景。

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参考资料：

Head First 设计模式 (中国电力出版社)

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