Java组合模式（Composite模式）

时间：2015-05-18 14:46:08 收藏：0 阅读：143

Composite定义：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。

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。

所以Composite模式使用到Iterator模式，和Chain of Responsibility模式类似。

Composite好处：

使客户端调用简单，客户端可以一致的使用组合结构或其中单个对象，用户就不必关系自己处理的是单个对象还是整个组合结构，这就简化了客户端代码。
更容易在组合体内加入对象部件。客户端不必因为加入了新的对象部件而更改代码。

如何使用Composite

首先定义一个接口或抽象类，这是设计模式通用方式了，其他设计模式对接口内部定义限制不多，Composite却有个规定，那就是要在接口内部定义一个用于访问和管理Composite组合体的对象们（或称部件Component）。

下面的代码是以抽象类定义，一般尽量用接口interface。

public abstract class Equipment{
　private String name;
　//网络价格
　public abstract double netPrice();
　//折扣价格
　public abstract double discountPrice();
　//增加部件方法　　
　public boolean add(Equipment equipment) { return false; }
　//删除部件方法
　public boolean remove(Equipment equipment) { return false; }
　//注意这里，这里就提供一种用于访问组合体类的部件方法。
　public Iterator iter() { return null; }
　public Equipment(final String name) { this.name=name; }
}

抽象类Equipment就是Component定义，代表着组合体类的对象们,Equipment中定义几个共同的方法。

public class Disk extends Equipment{
　public Disk(String name) { super(name); }
　//定义Disk网络价格为1
　public double netPrice() { return 1.; }
　//定义了disk折扣价格是0.5 对折。
　public double discountPrice() { return .5; }
}

Disk是组合体内的一个对象，或称一个部件，这个部件是个单独元素( Primitive)。

还有一种可能是，一个部件也是一个组合体，就是说这个部件下面还有‘儿子‘，这是树形结构中通常的情况，应该比较容易理解。现在我们先要定义这个组合体：

abstract class CompositeEquipment extends Equipment{
　private int i=0;
　//定义一个Vector 用来存放‘儿子‘
　private Lsit equipment=new ArrayList();
　public CompositeEquipment(String name) { super(name); }
　public boolean add(Equipment equipment) {
　　this.equipment.add(equipment);
　　return true;
　}
　public double netPrice(){
　　double netPrice=0.;
　　Iterator iter=equipment.iterator();
　　for(iter.hasNext())
　　　netPrice+=((Equipment)iter.next()).netPrice();
　　return netPrice;
　}
　public double discountPrice(){
　　double discountPrice=0.;
　　Iterator iter=equipment.iterator();
　　for(iter.hasNext())
　　　discountPrice+=((Equipment)iter.next()).discountPrice();
　　return discountPrice;
　}
　//注意这里，这里就提供用于访问自己组合体内的部件方法。
　//上面dIsk 之所以没有，是因为Disk是个单独(Primitive)的元素.
　public Iterator iter(){
　　return equipment.iterator() ;
}
//重载Iterator方法
　public boolean hasNext() { return i<equipment.size(); }
　//重载Iterator方法
　public Object next(){
　　if(hasNext())
　　　return equipment.elementAt(i++);
　　else
　　 throw new NoSuchElementException();
　}
}

上面CompositeEquipment继承了Equipment，同时为自己里面的对象们提供了外部访问的方法，重载了Iterator，Iterator是Java的Collection的一个接口，是Iterator模式的实现。

我们再看看CompositeEquipment的两个具体类：盘盒Chassis和箱子Cabinet，箱子里面可以放很多东西，如底板，电源盒，硬盘盒等；盘盒里面可以放一些小设备，如硬盘软驱等。无疑这两个都是属于组合体性质的。

public class Chassis extends CompositeEquipment{
　public Chassis(String name) { super(name); }
　public double netPrice() { return 1.+super.netPrice(); }
　public double discountPrice() { return .5+super.discountPrice(); }
}

public class Cabinet extends CompositeEquipment{
　public Cabinet(String name) { super(name); }
　public double netPrice() { return 1.+super.netPrice(); }
　public double discountPrice() { return .5+super.discountPrice(); }
}

至此我们完成了整个Composite模式的架构。

我们可以看看客户端调用Composote代码：

Cabinet cabinet=new Cabinet("Tower");

Chassis chassis=new Chassis("PC Chassis");
//将PC Chassis装到Tower中 (将盘盒装到箱子里)
cabinet.add(chassis);
//将一个10GB的硬盘装到 PC Chassis (将硬盘装到盘盒里)
chassis.add(new Disk("10 GB"));

//调用 netPrice()方法;
System.out.println("netPrice="+cabinet.netPrice());
System.out.println("discountPrice="+cabinet.discountPrice());

上面调用的方法netPrice()或discountPrice()，实际上Composite使用Iterator遍历了整个树形结构,寻找同样包含这个方法的对象并实现调用执行。

Composite是个很巧妙体现智慧的模式，在实际应用中，如果碰到树形结构，我们就可以尝试是否可以使用这个模式。

以论坛为例，一个版(forum)中有很多帖子(message),这些帖子有原始贴，有对原始贴的回应贴，是个典型的树形结构，那么当然可以使用Composite模式，那么我们进入Jive中看看，是如何实现的.

Jive解剖

public interface ForumThread {
　....
　public void addMessage(ForumMessage parentMessage, ForumMessage newMessage)
　　 throws UnauthorizedException;
　public void deleteMessage(ForumMessage message)
　　 throws UnauthorizedException;
　public Iterator messages();
　....
}

类似CompositeEquipment，提供用于访问自己组合体内的部件方法：增加、删除、遍历。

结合我的其他模式中对Jive的分析，我们已经基本大体理解了Jive论坛体系的框架，如果你之前不理解设计模式，而直接去看Jive源代码，你肯定无法看懂。

组合模式

概述

    将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构。"Composite使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。"

适用性

    1.你想表示对象的部分-整体层次结构。

    2.你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。

参与者

    1.Component
      为组合中的对象声明接口。
      在适当的情况下，实现所有类共有接口的缺省行为。
      声明一个接口用于访问和管理Component的子组件。
      (可选)在递归结构中定义一个接口，用于访问一个父部件，并在合适的情况下实现它。

    2.Leaf
      在组合中表示叶节点对象，叶节点没有子节点。
      在组合中定义节点对象的行为。

    3.Composite
      定义有子部件的那些部件的行为。
      存储子部件。
      在Component接口中实现与子部件有关的操作。

    4.Client
      通过Component接口操纵组合部件的对象。

类图

例子

Component

public abstract class Employer {

    private String name;
    
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    public String getName() {
        return this.name;
    }
    
    public abstract void add(Employer employer);
    
    public abstract void delete(Employer employer);
    
    public List employers;
    
    public void printInfo() {
        System.out.println(name);
    }
    
    public List getEmployers() {
        return this.employers;
    }
}

Leaf

public class Programmer extends Employer {

    public Programmer(String name) {
        setName(name);
        employers = null;//程序员, 表示没有下属了
    }

    public void add(Employer employer) {
        
    }

    public void delete(Employer employer) {
        
    }
}

public class ProjectAssistant extends Employer {

    public ProjectAssistant(String name) {
        setName(name);
        employers = null;//项目助理, 表示没有下属了
    }

    public void add(Employer employer) {
        
    }

    public void delete(Employer employer) {
        
    }
}

Composite

public class ProjectManager extends Employer {
    
    public ProjectManager(String name) {
        setName(name);
        employers = new ArrayList();
    }
    
    public void add(Employer employer) {
        employers.add(employer);
    }

    public void delete(Employer employer) {
        employers.remove(employer);
    }
}

Client

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Employer pm = new ProjectManager("项目经理");
        Employer pa = new ProjectAssistant("项目助理");
        Employer programmer1 = new Programmer("程序员一");
        Employer programmer2 = new Programmer("程序员二");
        
        pm.add(pa);//为项目经理添加项目助理
        pm.add(programmer2);//为项目经理添加程序员
        
        List ems = pm.getEmployers();
        for (Employer em : ems) {
            System.out.println(em.getName());
        }
    }
}

result

项目助理
程序员二