java设计模式——组合模式

一. 定义与类型

定义：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，组合模式使客户端对单个对象和组合对象保持一致的方式处理

类型：结构性

假设有一个树形结构的菜单，而在菜单中还可能有子菜单，子菜单下还可能有子菜单，子菜单下还有文件等等， 这种情况下可以使用组合模式。

二. 使用场景

(1) 希望客户端可以忽略组合对象与单个对象的差异

(2) 处理一个树形结构

三. 优缺点

优点：

　　(1) 清楚的定义层次的复杂对象，表示对象的全部或部分层次

　　(2) 让客户端忽略了层次的差异，方便对整个层次结构进行控制

　　(3) 简化客户端代码

　　(4) 符合开闭原则

缺点：

　　(1) 限制类型时会较为复杂

　　(2) 使设计变得更加抽象

四. 相关设计模式

 组合模式和访问者模式

　　可以使用访问者模式来访问组合模式的递归结构

五. Coding

以课程目录与课程为例，课程目录有目录名称，课程有名称与价格，它们不是同一类实体，但是它们可以组合成整体一套课程。

创建一个目录组件类：

/**
 * @program: designModel
 * @description:
 * @author: YuKai Fan
 * @create: 2019-02-12 11:36
 **/
public abstract class CatalogComponent {
    public void add(CatalogComponent catalogComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException("不支持添加操作");
    }
    public void remove(CatalogComponent catalogComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException("不支持删除操作");
    }
    public String getName(CatalogComponent catalogComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException("不支持获取名称操作");
    }
    public double getPrice(CatalogComponent catalogComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException("不支持获取价格操作");
    }
    public void print() {
        throw new UnsupportedOperationException("不支持打印操作");
    }
}

创建一个课程类，继承组件类：

/**
 * @program: designModel
 * @description: 课程类
 * @author: YuKai Fan
 * @create: 2019-02-12 11:39
 **/
public class Course extends CatalogComponent {
    private String name;
    private double price;

    public Course(String name, double price) {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String getName(CatalogComponent catalogComponent) {
        return this.name;
    }

    @Override
    public double getPrice(CatalogComponent catalogComponent) {
        return this.price;
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println("Course Name:" + name + "Price:" + price);
    }
}

在创建一个课程目录类，也继承组件类：

/**
 * @program: designModel
 * @description: 课程目录类
 * @author: YuKai Fan
 * @create: 2019-02-12 11:41
 **/
public class CourseCatalog extends CatalogComponent{
    private List<CatalogComponent> items = new ArrayList<CatalogComponent>();
    private String name;public CourseCatalog(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void add(CatalogComponent catalogComponent) {
        items.add(catalogComponent);
    }

    @Override
    public void remove(CatalogComponent catalogComponent) {
        items.remove(catalogComponent);
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println(this.name);
        for (CatalogComponent catalogComponent : items) {
           
                    System.out.print(" ");
                
            }
            catalogComponent.print();
        }
    }
}

应用层：

/**
 * @program: designModel
 * @description:
 * @author: YuKai Fan
 * @create: 2019-02-12 11:47
 **/
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        CatalogComponent linuxCourse = new Course("Linux课程", 11);
        CatalogComponent windowsCourse = new Course("Windows课程", 15);

        CatalogComponent javaCourseCatalog = new CourseCatalog("Java课程");

        CatalogComponent mmallCourse1 = new Course("Java电商一期", 55);
        CatalogComponent mmallCourse2 = new Course("Java电商二期", 66);
        CatalogComponent designPattern = new Course("Java设计模式", 77);

        javaCourseCatalog.add(mmallCourse1);
        javaCourseCatalog.add(mmallCourse2);
        javaCourseCatalog.add(designPattern);

        CatalogComponent mainCourseCatalog = new CourseCatalog("课程主目录");
        mainCourseCatalog.add(linuxCourse);
        mainCourseCatalog.add(windowsCourse);
        mainCourseCatalog.add(javaCourseCatalog);

        mainCourseCatalog.print();


    }
}

结果：

课程主目录
 Course Name:Linux课程Price:11.0
 Course Name:Windows课程Price:15.0
 Java课程
 Course Name:Java电商一期Price:55.0
 Course Name:Java电商二期Price:66.0
 Course Name:Java设计模式Price:77.0

Process finished with exit code 0

从上面的结果可以看出，java课程与课程主目录都属于目录，只不过等级不同，所以需要根据等级来动态的判断。例如一级目录，二级目录等等。

这些事组合模式的缺点，限制类型时会比较复杂。所以将上面代码进行改进。

课程目录类：

/**
 * @program: designModel
 * @description: 课程目录类
 * @author: YuKai Fan
 * @create: 2019-02-12 11:41
 **/
public class CourseCatalog extends CatalogComponent{
    private List<CatalogComponent> items = new ArrayList<CatalogComponent>();
    private String name;
    private Integer level;

    public CourseCatalog(String name, Integer level) {
        this.name = name;
        this.level = level;
    }

    @Override
    public void add(CatalogComponent catalogComponent) {
        items.add(catalogComponent);
    }

    @Override
    public void remove(CatalogComponent catalogComponent) {
        items.remove(catalogComponent);
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println(this.name);
        for (CatalogComponent catalogComponent : items) {
            if (this.level != null) {
                for (int i = 0; i < this.level; i++) {
                    System.out.print(" ");
                }
            }
            catalogComponent.print();
        }
    }
}

应用层：

/**
 * @program: designModel
 * @description:
 * @author: YuKai Fan
 * @create: 2019-02-12 11:47
 **/
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        CatalogComponent linuxCourse = new Course("Linux课程", 11);
        CatalogComponent windowsCourse = new Course("Windows课程", 15);

        CatalogComponent javaCourseCatalog = new CourseCatalog("Java课程",2);

        CatalogComponent mmallCourse1 = new Course("Java电商一期", 55);
        CatalogComponent mmallCourse2 = new Course("Java电商二期", 66);
        CatalogComponent designPattern = new Course("Java设计模式", 77);

        javaCourseCatalog.add(mmallCourse1);
        javaCourseCatalog.add(mmallCourse2);
        javaCourseCatalog.add(designPattern);

        CatalogComponent mainCourseCatalog = new CourseCatalog("课程主目录",1);
        mainCourseCatalog.add(linuxCourse);
        mainCourseCatalog.add(windowsCourse);
        mainCourseCatalog.add(javaCourseCatalog);

        mainCourseCatalog.print();


    }
}

结果：

UML类图：

组合模式将多个对象组合成树形结构以表示“整体-部分”的结构层次。组合模式对单个对象（叶子对象）和组合对象(容器对象)的使用具有一致性。

 六. 源码分析

(1)jdk

List中的ArrayList中的addAll()方法,以及HashMap中的putAll方法都是通过继承方式的组合模式体现

(2)mybatis

SqlNode接口，该接口有很多的实现类，都是通过组合模式将多个sqlNode结合到一起(有的是组合关系，有的不是)。