设计模式-组合模式

1、概述

结构型模式

组合模式（Composite Pattern），又叫部分整体模式，是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。组合模式依据树形结构来组合对象，用来表示部分以及整体层次。这种类型的设计模式属于结构型模式，它创建了对象组的树形结构。

组合模式主要包含三种角色：
抽象根节点（Component）：定义系统各层次对象的共有方法和属性，可以预先定义一些默认行 为和属性。
树枝节点（Composite）：定义树枝节点的行为，存储子节点，组合树枝节点和叶子节点形成一 个树形结构。
叶子节点（Leaf）：叶子节点对象，其下再无分支，是系统层次遍历的最小单位。

组合模式又分为以下两种：

透明组合模式
透明组合模式中，抽象根节点角色中声明了所有用于管理成员对象的方法，比如在示例中 MenuComponent 声明了 add 、 remove 、 getChild 方法，这样做的好处是确保所有的构件 类都有相同的接口。透明组合模式也是组合模式的标准形式。 透明组合模式的缺点是不够安全，因为叶子对象和容器对象在本质上是有区别的，叶子对象不可能 有下一个层次的对象，即不可能包含成员对象，因此为其提供 add()、remove() 等方法是没有 意义的，这在编译阶段不会出错，但在运行阶段如果调用这些方法可能会出错（如果没有提供相应 的错误处理代码）

安全组合模式
在安全组合模式中，在抽象构件角色中没有声明任何用于管理成员对象的方法，而是在树枝节点 Menu 类中声明并实现这些方法。安全组合模式的缺点是不够透明，因为叶子构件和容器构件具有不同的方法，且容器构件中那些用于管理成员对象的方法没有在抽象构件类中定义，因此客户端 不能完全针对抽象编程，必须有区别地对待叶子构件和容器构件。

2、优缺点

优点
1）高层模型调用简单。一棵树形结构中所有节点都一视同仁，高层模型不必关心自己处理的是单个对象还是整个组合结构，简化了高层模块的代码
2）节点自由增加。使用组合模式后，想增加一个树枝节点、叶子节点是简单的，只要找到它的父节点即可，拓展性很强。且符合开闭原则，对以后的维护非常有利

缺点
定义节点时使用的是节点实现类，会与依赖倒置原则冲突，限制了接口的使用范围。例如入口类中各个节点都是定义为实现类的类型

3、实现方式

通过组合模式（透明模式）实现三级菜单

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//测试类
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //创建菜单树
        MenuComponent menu1 = new Menu("菜单管理",2);
        menu1.add(new MenuItem("查询",3));
        menu1.add(new MenuItem("展开",3));
        menu1.add(new MenuItem("编辑",3));
        menu1.add(new MenuItem("删除",3));
        menu1.add(new MenuItem("新增",3));
 
        MenuComponent menu2 = new Menu("权限管理",2);
        menu2.add(new MenuItem("查询",3));
        menu2.add(new MenuItem("保存",3));
 
        MenuComponent menu3 = new Menu("角色管理",2);
        menu3.add(new MenuItem("查询",3));
        menu3.add(new MenuItem("新增",3));
        menu3.add(new MenuItem("修改",3));
 
        //创建一级菜单
        MenuComponent component = new Menu("系统管理",1);
        //将二级菜单添加到一级菜单中
        component.add(menu1);
        component.add(menu2);
        component.add(menu3);

        component.print();
    }
}

public abstract class MenuComponent {
    //菜单组件的名称
    protected String name;
    //菜单组件的层级
    protected int level;
 
    //添加子菜单
    public void add(MenuComponent menuComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
 
    //移除子菜单
    public void remove(MenuComponent menuComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
 
    //获取指定的子菜单
    public MenuComponent getChild(int index) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
 
    //获取菜单或者菜单项的名称
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    //打印菜单名称的方法（包含子菜单和字菜单项）
    public abstract void print();
}

public class Menu extends MenuComponent {
 
    //菜单可以有多个子菜单或者子菜单项
    private List<MenuComponent> menuComponentList = new ArrayList<MenuComponent>();
 
    //构造方法
    public Menu(String name,int level) {
        this.name = name;
        this.level = level;
    }
 
    @Override
    public void add(MenuComponent menuComponent) {
        menuComponentList.add(menuComponent);
    }
 
    @Override
    public void remove(MenuComponent menuComponent) {
        menuComponentList.remove(menuComponent);
    }
 
    @Override
    public MenuComponent getChild(int index) {
        return menuComponentList.get(index);
    }
 
    @Override
    public void print() {
        //打印菜单名称
        for(int i = 0; i < level; i++) {
            System.out.print("--");
        }
        System.out.println(name);
 
        //打印子菜单或者子菜单项名称
        for (MenuComponent component : menuComponentList) {
            component.print();
        }
    }
}

public class MenuItem extends MenuComponent {
 
    public MenuItem(String name,int level) {
        this.name = name;
        this.level = level;
    }
 
    public void print() {
        //打印菜单项的名称
        for(int i = 0; i < level; i++) {
            System.out.print("--");
        }
        System.out.println(name);
    }
}

4、应用场景

1）如树形菜单、文件、文件夹管理、组织结构管理
2）从一个整体中独立出部分模块或功能的场景