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组合模式Composite Pattern

news 2025/8/20 22:07:21

模式定义

又称整体-部分模式

组合多个对象形成 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（即叶子对象）和组合对象（即容器对象）的使用具有一致性
对象结构型模式

模式结构

Component：抽象构件
Leaf：叶子构件
Composite：容器构件
Client：客户类

组合模式定义了一个抽象构件类，它既可以代表叶子，又可以代表容器

客户端针对该抽象构件类进行编程，无须知道它到底表示的是叶子还是容器，可以对其进行统一处理
容器对象与抽象构件类之间还建立一个聚合关联关系，在容器对象中既可以包含叶子，也可以包含容器，以此实现递归组合，形成一个树形结构
Component定义如果只包含operation函数，则称为安全组合模式，否则称为透明组合模式

抽象构件角色代码

public abstract class Component {public abstract void add(Component c);public abstract void remove(Component c);public abstract Component getChild(int i);public abstract void operation();}

叶子构件角色代码

public class Leaf extends Component {public void add(Component c) {//异常处理或错误提示}public void remove(Component c) {//异常处理或错误提示}public Component getChild(int i) {//异常处理或错误提示}public void operation() {//实现代码} }

容器构件角色代码

public class Composite extends Component {private ArrayList list = new ArrayList();public void add(Component c) {list.add(c);}public void remove(Component c) {list.remove(c);}public Component getChild(int i) {(Component)list.get(i);}public void operation() {for(Object obj:list) {((Component)obj).operation();}}}

扩展组合模式

透明组合模式

Component定义包含operation函数和其他工具函数

安全组合模式

Component定义只包含operation函数

实例

实例一：文件系统

实例二：水果盘

在水果盘（Plate）中有一些水果，如苹果（Apple）、香蕉（Banana）、梨子（Pear），当然大水果盘中还可以有小水果盘，现需要对盘中的水果进行遍历（吃），当然如果对一个水果盘执行“吃”方法，实际上就是吃其中的水果。使用组合模式模拟该场景。

模式分析

优点
- 可以清楚地定义分层次的复杂对象，表示对象的全部或部分层次，使得增加新构件也更容易
- 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
- 定义了包含叶子对象和容器对象的类层次结构，叶子对象可以被组合成更复杂的容器对象，而这个容器对象又可以被组合，这样不断递归下去，可以形成复杂的树形结构
- 更容易在组合体内加入对象构件，客户端不必因为加入了新的对象构件而更改原有代码
缺点
- 使设计变得更加抽象，对象的业务规则如果很复杂，则实现组合模式具有很大挑战性，而且不是所有的方法都与叶子对象子类都有关联
- 增加新构件时可能会产生一些问题，很难对容器中的构件类型进行限制