设计模式-复合模式

简介

复合模式（Composite Pattern）是一种结构型设计模式，它允许你将对象组合成树形结构来表现“整体/部分”层次结构。复合能让客户端以一致的方式处理个别对象以及对象组合。

类图

角色

• Component：定义组合中对象的接口，声明了类共有接口的默认行为，可以有一个对父组件的操作。

• Leaf：在组合中表示叶子结点对象，叶子结点没有子结点。

• Composite：定义有子结点的那些组件的行为，存储子组件，在 Component 接口中实现与子组件有关的操作。

代码示例

public interface Component {
    void operation();
    void add(Component component);
    void remove(Component component);
    Component getChild(int index);
}

public class Leaf implements Component {
    @Override
    public void operation() {
        // do something
    }

    @Override
    public void add(Component component) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

    @Override
    public void remove(Component component) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

    @Override
    public Component getChild(int index) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
}

public class Composite implements Component {
    private List<Component> children = new ArrayList<>();

    @Override
    public void operation() {
        for (Component component : children) {
            component.operation();
        }
    }

    @Override
    public void add(Component component) {
        children.add(component);
    }

    @Override
    public void remove(Component component) {
        children.remove(component);
    }

    @Override
    public Component getChild(int index) {
        return children.get(index);
    }
}

应用场景

当你发现需求中是体现部分与整体层次结构时，以及你希望用户可以忽略组合对象与单个对象的不同，统一地使用组合结构中的所有对象时就可以使用复合模式。

复合模式在 GUI 中尤为常见，例如，一个 GUI 界面中常常包含了嵌套的面板和控件。像这样的界面，当用户进行操作（如点击一个按钮）时，其实是将整个 GUI 界面作为一个整体来处理的。

优缺点

优点

• 客户端可以一致地对待单个对象和组合对象，无需关心对象的具体类别。

• 增加新的组件类很容易，符合开放封闭原则。

• 通过递归实现对组合对象的操作，客户端可以不断地递归下去，而不用关心组合对象的具体实现。

缺点

• 复合模式可能会使设计过度一般化。

• 在使用复合模式时，对叶子节点和容器节点的处理方法有所不同，增加了代码实现的理解难度和代码复杂度。

总结

复合模式是一种将对象组合成树形结构来表示 “整体 / 部分” 层次结构的模式。这种模式创建了一个包含了自己对象组的类。该类提供了修改相同对象组的方式。这种类型的设计模式属于结构型模式，它通过一种类似于树的结构实现了对对象的组合。

参考资料

• 《Head First 设计模式》

• Composite Pattern - SourceMaking