【Java设计模式】Java设计模式之（二十一）组合模式（Composite Pattern）

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2022-09-09 00:12 272阅读 0赞

**本文目录**

一、组合模式介绍

1.1 含义

1.2 适用场景

1.3 主要解决

1.4 应用实例

1.5 优缺点

二、组合模式实现

2.1 类图

2.2 角色分析

2.3 代码实现

三、源码分析

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这种类型的设计模式属于结构型模式。

# 一、组合模式介绍 #

## 1.1 含义 ##

**组合模式（Composite Pattern）**，也叫**合成模式**，又可以叫**部分-整体模式（Part-Whole）**，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。

这种模式创建了一个包含自己对象组的类。该类提供了修改相同对象组的方式。

我们通过下面的实例来演示组合模式的用法。实例演示了一个组织中员工的层次结构。

## 1.2 适用场景 ##

① 部分、整体场景，如树形菜单，文件、文件夹的管理。

## 1.3 主要解决 ##

它在我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以像处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。

关键代码：树枝内部组合该接口，并且含有内部属性 List，里面放 Component。

## 1.4 应用实例 ##

① 组合模式在项目中到处都有，比如现在的页面结构一般都是上下结构，上面放系统的 Logo，下边分为两部分：左边是导航菜单，右边是展示区，左边的导航菜单一般都是树形的结构；

② 算术表达式包括操作数、操作符和另一个操作数，其中，另一个操作数也可以是操作数、操作符和另一个操作数；

③ 在 JAVA AWT 和 SWING 中，对于 Button 和 Checkbox 是树叶，Container 是树枝。

④ 我们的自己也是一个树状结构，根据我，能够找到我的父母，根据父亲又能找到爷爷奶奶，根据母亲能够找到外公外婆等等，很典型的树形结构，而且还很规范（这个要是不规范那肯定是乱套了）。

## 1.5 优缺点 ##

优点：

① 只要是树形结构，就要考虑使用组合模式，这个一定记住，只要是要体现局部和整体的关系的时候，而且这种关系还可能比较深，考虑一下组合模式吧。

② 高层模块调用简单。

③ 节点自由增加。

缺点：

① 在使用组合模式时，其叶子和树枝的声明都是实现类，而不是接口，违反了依赖倒置原则。

注意事项：组合模式（Composite Pattern），也叫合成模式，又可以叫部分-整体模式（Part-Whole），定义时为具体类。

# 二、组合模式实现 #

> 所有设计模式的代码实现例子都可在码云上查看哦，感兴趣的可以查看哈，码云地址：https://gitee.com/no8g/java-design-patterns

## 2.1 类图 ##

通用类型如下：

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBATm84Z-aUu-WfjueLrg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16][]

## 2.2 角色分析 ##

角色分析是根据通用类图来说的：

> **抽象构件角色(Component)：定义参加组合的对象的共有方法和属性，可以定义一些默认的行为或属性；比如我们例子中的 getInfo 就封装到了抽象类中。**
> 
> **叶子构件（Leaf）：叶子对象，其下再也没有其他的分支。**
> 
> **树枝构件（Composite）：树枝对象，它的作用是组合树枝节点和叶子节点；**

组合模式有两种模式，透明模式和安全模式，这两个模式有什么区别呢？先看类图：

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBATm84Z-aUu-WfjueLrg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1][]

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBATm84Z-aUu-WfjueLrg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2][] 从类图上大家应该能看清楚了，这两种模式各有优缺点，透明模式是把用来组合使用的方法放到抽象类中，比如 add(),remove()以及 getChildren 等方法（顺便说一下，getChildren 一般返回的结果为 Iterable的实现类，很多，大家可以看 JDK的帮助），不管叶子对象还是树枝对象都有相同的结构，通过判断是getChildren 的返回值确认是叶子节点还是树枝节点，如果处理不当，这个会在运行期出现问题的，不是很建议的方式；安全模式就不同了，它是把树枝节点和树叶节点彻底分开，树枝节点单独拥有用来组合的方法，这种方法比较安全，我们的例子使用了安全模式。

## 2.3 代码实现 ##

以下的说咱们最常见的例子来说，公司的组织架构，有个老总CEO，他下面有几个部门经理和一个直属于CEO的秘书，而部门经理下才是真正干活的小兵，或者有的公司可能会有副经理啥的，正如下边的图，直接粘贴上：

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBATm84Z-aUu-WfjueLrg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3][]

然后根据上图的公司组织架构画出来的类图如下：

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBATm84Z-aUu-WfjueLrg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 4][]

最后再根据组织架构和类图编写的举例代码，如有雷同，纯属巧合哈。

**步骤一、定义一个公司的人员的抽象类，抽象类嘛，就应该抽象出一些共性的东西出来**

package com.iot.practice.designpattern.composite;
 
 /**
 * Corporation 此类用于：定义一个公司的人员的抽象类
 * @author：hujm
 * @date：2021年08月27日 14:13
 * @remark：步骤一、定义一个公司的人员的抽象类，抽象类嘛，就应该抽象出一些共性的东西出来
 */
 public abstract class Corporation {
 
 /**
 * 公司每个人都有名称
 */
 private String name = "";
 /**
 * 公司每个人都职位
 */
 private String position = "";
 /**
 * 公司每个人都有薪水
 */
 private int salary = 0;
 
 /**
 * 构造函数
 *
 * @param name 名称
 * @param position 职位
 * @param salary 薪水
 */
 public Corporation(String name, String position, int salary) {
 this.name = name;
 this.position = position;
 this.salary = salary;
 }
 
 /**
 * 获得员工信息
 *
 * @return 员工信息
 */
 public String getInfo() {
 String info = "姓名：" + this.name;
 info = info + "\t职位：" + this.position;
 info = info + "\t薪水：" + this.salary;
 return info;
 }
 }

**步骤二、看两个具体的实现类 **

package com.iot.practice.designpattern.composite;
 
 /**
 * Leaf 此类用于：普通员工很简单，就写一个构造函数就可以了
 * @author：hujm
 * @date：2021年08月27日 14:20
 * @remark：步骤二、看两个具体的实现类
 */
 public class Leaf extends Corporation {
 
 /**
 * 构造函数
 *
 * @param name 名称
 * @param position 职位
 * @param salary 薪水
 */
 public Leaf(String name, String position, int salary) {
 super(name, position, salary);
 }
 }

**步骤三、节点类，也是步骤一的实现类之一 **

package com.iot.practice.designpattern.composite;
 
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.List;
 
 /**
 * Branch 此类用于：节点类
 * @author：hujm
 * @date：2021年08月27日 14:23
 * @remark：步骤三、节点类，也是步骤一的实现类之一
 */
 public class Branch extends Corporation {
 
 /**
 * 构造函数是必须的了
 *
 * @param name 名称
 * @param position 职位
 * @param salary 薪水
 */
 public Branch(String name, String position, int salary) {
 super(name, position, salary);
 }
 
 /**
 * 领导下边有那些下级领导和小兵，subordinate（部署，下级）
 */
 List<Corporation> subordinateList = new ArrayList<>();
 
 /**
 * 增加一个下属，可能是小头目，也可能是个小兵
 *
 * @param corp 公司
 */
 public void addSubordinate(Corporation corp) {
 this.subordinateList.add(corp);
 }
 
 /**
 * 我有哪些下属
 *
 * @return 哪些下属
 */
 public List<Corporation> getSubordinateList() {
 return this.subordinateList;
 }
 }

**步骤四、组装这个树形结构，并展示出来 **

package com.iot.practice.designpattern.composite;
 
 import java.util.List;
 
 /**
 * Client 此类用于：展示树形结构
 * @author：hujm
 * @date：2021年08月27日 14:34
 * @remark：步骤四、组装这个树形结构，并展示出来
 */
 public class Client {
 
 public static void main(String[] args) {
 // 首先是组装一个组织结构出来
 Branch ceo = compositeCorpTree();
 
 // 首先把CEO的信息打印出来：
 System.out.println(ceo.getInfo());
 
 // 然后是所有员工信息
 System.out.println(getTreeInfo(ceo));
 }
 
 /**
 * 遍历整棵树,只要给我根节点，我就能遍历出所有的节点
 *
 * @param root 根节点
 * @return 遍历出所有的节点然后返回
 */
 public static String getTreeInfo(Branch root) {
 List<Corporation> subordinateList = root.getSubordinateList();
 StringBuilder info = new StringBuilder();
 for (Corporation corporation : subordinateList) {
 // 是员工就直接获得信息
 if (corporation instanceof Leaf) {
 info.append(corporation.getInfo()).append("\n");
 } else {
 // 是个小头目，然后就递归调用
 info.append(corporation.getInfo()).append("\n").append(getTreeInfo((Branch) corporation));
 }
 }
 
 return info.toString();
 }
 
 /**
 * 把整个树组装出来
 *
 * @return 整个树
 */
 public static Branch compositeCorpTree() {
 // 首先产生总经理CEO
 Branch root = new Branch("王大麻子","总经理",100000);
 // 把三个部门经理产生出来
 Branch developManager = new Branch("刘大瘸子","研发部门经理",10000);
 Branch salesManager = new Branch("马二拐子","销售部门经理",20000);
 Branch financeManager = new Branch("赵三驼子","财务部经理",30000);
 
 // 再把二个小组长产生出来
 Branch firstDevGroup = new Branch("杨三乜斜","开发一组组长",5000);
 Branch secondDevGroup = new Branch("吴大棒槌","开发二组组长",6000);
 
 // 把所有的小兵都产生出来
 Leaf zhengLaoLiu = new Leaf("郑老六","研发部副经理",20000);
 Leaf a = new Leaf("A","开发人员",2000);
 Leaf b = new Leaf("B","开发人员",2000);
 Leaf c = new Leaf("C","开发人员",2000);
 Leaf d = new Leaf("D","开发人员",2000);
 Leaf e = new Leaf("E","开发人员",2000);
 Leaf f = new Leaf("F","开发人员",2000);
 Leaf h = new Leaf("H","销售人员",5000);
 Leaf i = new Leaf("I","销售人员",4000);
 Leaf j = new Leaf("J","财务人员",5000);
 Leaf k = new Leaf("K","CEO秘书",8000);
 
 // 开始组装
 // CEO下有三个部门经理和一个秘书
 root.addSubordinate(k);
 root.addSubordinate(developManager);
 root.addSubordinate(salesManager);
 root.addSubordinate(financeManager);
 
 developManager.addSubordinate(zhengLaoLiu);
 developManager.addSubordinate(firstDevGroup);
 developManager.addSubordinate(secondDevGroup);
 
 // 看看开发两个开发小组下有什么
 firstDevGroup.addSubordinate(a);
 firstDevGroup.addSubordinate(b);
 firstDevGroup.addSubordinate(c);
 secondDevGroup.addSubordinate(d);
 secondDevGroup.addSubordinate(e);
 secondDevGroup.addSubordinate(f);
 
 // 再看销售部下的人员情况
 salesManager.addSubordinate(h);
 salesManager.addSubordinate(i);
 
 // 最后一个财务
 financeManager.addSubordinate(j);
 
 return root;
 }
 }

# 三、源码分析 #

暂无，后续再更新！

完结！

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