設計模式:組合模式（Composite）

定義與結構

組合(Composite)模式的其它翻譯名稱也很多，比如合成模式、樹模式等等。在《設計模式》一書中給出的定義是：將對象以樹形結構組織起來，以達成“部分－整體”的層次結構，使得客戶端對單個對象和組合對象的使用具有一致性。

從定義中可以得到使用組合模式的環境爲：在設計中想表示對象的“部分－整體”層次結構；希望用戶忽略組合對象與單個對象的不同，統一地使用組合結構中的所有對象。

看下組合模式的組成。
1) 抽象構件角色(Component)：它爲組合中的對象聲明接口，也可以爲共有接口實現缺省行爲。
2) 樹葉構件角色(Leaf)：在組合中表示葉節點對象——沒有子節點，實現抽象構件角色聲明的接口。
3) 樹枝構件角色(Composite)：在組合中表示分支節點對象——有子節點，實現抽象構件角色聲明的接口；存儲子部件。

下圖爲組合模式的類圖表示

如圖所示，不管你使用的是Leaf 類還是Composite 類，對於客戶程序來說都是一樣的——客戶僅僅知道Component 這個抽象類。而且在Composite 類中還持有對Component抽象類的引用，這使得Composite 中可以包含任何Component 抽象類的子類。

就向上圖表示的那樣，Composite 對象和leaf 對象組成了樹型結構，而且符合樹的定義。

組合模式的實現

我們有一個類 Employee，該類被當作組合模型類。CompositePatternDemo，我們的演示類使用 Employee 類來添加部門層次結構，並打印所有員工。
創建 Employee 類，該類帶有 Employee 對象的列表。
Employee.java

public class Employee {
   private String name;
   private String dept;
   private int salary;
   private List<Employee> subordinates;

   //構造函數
   public Employee(String name,String dept, int sal) {
      this.name = name;
      this.dept = dept;
      this.salary = sal;
      subordinates = new ArrayList<Employee>();
   }

   public void add(Employee e) {
      subordinates.add(e);
   }

   public void remove(Employee e) {
      subordinates.remove(e);
   }

   public List<Employee> getSubordinates(){
     return subordinates;
   }

   public String toString(){
      return ("Employee :[ Name : "+ name 
      +", dept : "+ dept + ", salary :"
      + salary+" ]");
   }   
}

使用 Employee 類來創建和打印員工的層次結構。
CompositePatternDemo.java

public class CompositePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Employee CEO = new Employee("John","CEO", 30000);

      Employee headSales = new Employee("Robert","Head Sales", 20000);

      Employee headMarketing = new Employee("Michel","Head Marketing", 20000);

      Employee clerk1 = new Employee("Laura","Marketing", 10000);
      Employee clerk2 = new Employee("Bob","Marketing", 10000);

      Employee salesExecutive1 = new Employee("Richard","Sales", 10000);
      Employee salesExecutive2 = new Employee("Rob","Sales", 10000);

      CEO.add(headSales);
      CEO.add(headMarketing);

      headSales.add(salesExecutive1);
      headSales.add(salesExecutive2);

      headMarketing.add(clerk1);
      headMarketing.add(clerk2);

      //打印該組織的所有員工
      System.out.println(CEO); 
      for (Employee headEmployee : CEO.getSubordinates()) {
         System.out.println(headEmployee);
         for (Employee employee : headEmployee.getSubordinates()) {
            System.out.println(employee);
         }
      }     
   }
}

驗證輸出

Employee :[ Name : John, dept : CEO, salary :30000 ]
Employee :[ Name : Robert, dept : Head Sales, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Richard, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Rob, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Michel, dept : Head Marketing, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Laura, dept : Marketing, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Bob, dept : Marketing, salary :10000 ]

優缺點

從上面的舉例中可以看到，組合模式有以下優點：
1) 使客戶端調用簡單，客戶端可以一致的使用組合結構或其中單個對象，用戶就不必關心
自己處理的是單個對象還是整個組合結構，這就簡化了客戶端代碼。
2) 更容易在組合體內加入對象部件. 客戶端不必因爲加入了新的對象部件而更改代碼。這
一點符合開閉原則的要求，對系統的二次開發和功能擴展很有利！
當然組合模式也少不了缺點：組合模式不容易限制組合中的構件。

總結

組合模式是一個應用非常廣泛的設計模式，在前面已經介紹過的解釋器模式、享元模式
中都是用到了組合模式。它本身比較簡單但是很有內涵，掌握了它對你的開發設計有很大的
幫助。