《Head First 设计模式》读书笔记—

承接上篇博客，我们需要修改所有的菜单，以满足可以添加子菜单，但是我们由于已经把整个项目的框架搭好了，不可能重新实现菜单，所以我们只能修改，那么我们需要做些什么呢？

树形结构，可以容纳菜单、子菜单和菜单项。
可以在这个结构中的每个元素中游走，比如类似于迭代器一样的装置。
可以遍历单个菜单项，比如只遍历甜点菜单，也可以遍历整个菜单所有菜单项。

我们可以使用组合模式来解决这个问题，首先我们看看组合模式的定义。

组合模式定义

组合模式允许你将对象组合成树形结构来表现「整体/部分」层次结构。组合能让客户以一致的方式处理个别对象以及对象组合。

这个模式可以创建一个树形结构，在同一个结构中处理嵌套菜单和菜单项组。通过将菜单和项放在相同的结构中，我们创建了一个「整体/部分」层次结构，即由菜单和菜单项组成的对象树。

使用一个 Component 接口定义这些组件和叶子节点的操作，比如 add()、remove()、setChild()、operation() 等等。叶子节点也继承了这些方法，但因为它没有子节点，所以这些方法可能没什么意义，但它通过 operation() 方法完成它自己的任务。而组件具有子节点，所以这几个方法都需要使用。而客户可以通过 Component 接口操作组合中的对象。

现在我们来利用组合模式设计菜单。

设计菜单

女侍者是我们的客户，她将使用菜单组件接口访问菜单和菜单项。菜单组件除了提供 getName()、getDescription()、getPrice()、isVegetarian() 几个方法外，我们新添加 print()、add()、remove() 和 setChild() 几个方法。后面新添加的方法对于菜单项没有意义，因为它是叶子节点，下面并没有任何组件，而菜单组件要包含其他的叶子节点，所以就需要这些方法。现在我们来看看菜单组件代码：

第一个抽象类 MenuComponent，他说菜单组件的抽象类，为叶子节点和组合节点提供一个共同的接口。我们在这个类中为这些方法提供默认的实现，这样不需要某些方法的类，比如叶子节点就可以不实现这些方法。

public abstract class MenuComponent {public void add(MenuComponent menuComponent) {throw new UnsupportedOperationException();}public void remove(MenuComponent menuComponent) {throw new UnsupportedOperationException();}public MenuComponent getChild(int i) {throw new UnsupportedOperationException();}public String getName() {throw new UnsupportedOperationException();}public String getDescription() {throw new UnsupportedOperationException();}public double getPrice() {throw new UnsupportedOperationException();}public boolean isVegetarian() {throw new UnsupportedOperationException();}public void print() {throw new UnsupportedOperationException();}
}

接着我们继续实现来看菜单项类，它是叶子节点，它实现组合内元素的行为。需要继承上面的 MenuComponent 抽象类。

public class MenuItem extends MenuComponent {String name;String description;boolean vegetarian;double price;public MenuItem(String name, String description, boolean vegetarian, double price) {this.name = name;this.description = description;this.vegetarian = vegetarian;this.price = price;}public String getName() {return name;}public String getDescription() {return description;}public boolean isVegetarian() {return vegetarian;}public double getPrice() {return price;}public void print() {System.out.print(" " + getName());if (isVegetarian()) {System.out.print("(v)");}System.out.println(", " + getPrice());System.out.println("    -- " + getDescription());}
}

下面是组合菜单，我们已经有了菜单项，还需要组合类，同样需要继承 MenuComponent 抽象类，重写一些方法。

public class NewMenu extends MenuComponent {ArrayList menuComponents = new ArrayList();String name;String description;public NewMenu(String name, String description) {this.name = name;this.description = description;}@Overridepublic void add(MenuComponent menuComponent) {menuComponents.add(menuComponent);}@Overridepublic void remove(MenuComponent menuComponent) {menuComponents.remove(menuComponent);}@Overridepublic MenuComponent getChild(int i) {return (MenuComponent) menuComponents.get(i);}@Overridepublic String getName() {return name;}@Overridepublic String getDescription() {return description;}@Overridepublic void print() {System.out.print("\n" + getName());System.out.println(", " + getDescription());System.out.println("-------------------------");Iterator iterator = menuComponents.iterator();while (iterator.hasNext()) {MenuComponent menuComponent = (MenuComponent) iterator.next();menuComponent.print();}}
}

这个类由于是组合类，所以需要一个数据集合，也就是它的孩子们，我们使用 ArrayList 来存储，重写一些方法，需要注意的是 print() 方法，我们可以使用迭代器，来调用集合中元素的 print() 方法，遇到叶子节点就直接打印，遇到菜单就继续遍历它的集合属性。

现在我们修改女侍者类，添加一个菜单节点的属性，添加一个构造方法，再修改 printMenu() 方法，调用的是它内在的菜单节点的 print() 方法。

public class Waitress {MenuComponent allMenus;public Waitress(MenuComponent allMenus) {this.allMenus = allMenus;}public void printMenu() {allMenus.print();}
}

现在我们开始测试。

 public static void main(String[] args) {NewMenu pancakeHouseMenu = new NewMenu("PANCAKE HOUSE MENU", "Breakfast");NewMenu dinerMenu = new NewMenu("DINER MENU", "Lunch");NewMenu cafeMenu = new NewMenu("CAFE MENU", "Dinner");NewMenu dessertMenu = new NewMenu("DESSERT MENU", "Dessert of course!");NewMenu allMenus = new NewMenu("ALL MENUS", "All menus combined");allMenus.add(pancakeHouseMenu);allMenus.add(dinerMenu);allMenus.add(cafeMenu);pancakeHouseMenu.add(new MenuItem("Veggie Burger and Air Fries","Veggie burger on a whole wheat bun, lettuce, tomato, and fries",true,3.99));dinerMenu.add(new MenuItem("Pasta","Spaghetti with Marinara Sauce, and a slice of sourdough bread",true,3.89));dinerMenu.add(dessertMenu);dessertMenu.add(new MenuItem("Apple Pie","Apple pie with a flakey crust, topped with vanilla ice cream",true,1.59));Waitress waitress = new Waitress(allMenus);waitress.printMenu();}

女招待的代码越来越简单，现在我们只需要在创建女侍者对象时传入一个菜单根节点，也就是最顶层的菜单组件交给她，我们就可以通过 printMenu() 方法打印菜单的具体功能。

我们的测试方法中，先创建了所有的菜单组件对象，然后创建的是要交给女侍者的 allMenus 对象，把每个菜单对象都添加到 allMenus 中，然后再在菜单对象中添加一些菜单项，最后创建女侍者对象，调用 printMenu() 方法打印菜单。

在整个系统中，组合模式以单一责任设计原则换取透明性，通过让组件的接口同时包含一些管理子节点和叶节点的操作，客户就可以将组合与叶节点一视同仁。

前面我们也提过，女招待还可能提供菜单中的素食项，这时候就需要使用迭代器。我们先创建一个组合迭代器。

public class CompositeIterator implements Iterator {Stack stack = new Stack();public CompositeIterator(Iterator iterator) {stack.push(iterator);}@Overridepublic boolean hasNext() {if (stack.empty()) {return false;} else {Iterator iterator = (Iterator) stack.peek();if (!iterator.hasNext()) {stack.pop();return hasNext();} else {return true;}}}@Overridepublic Object next() {if (hasNext()) {Iterator iterator = (Iterator) stack.peek();MenuComponent component = (MenuComponent) iterator.next();stack.push(component.createIterator());return component;} else {return null;}}
}

通过一个栈存储迭代器。然后修改 MenuComponent 类，新增一个 createIterator() 方法，并修改子类的实现。

// MenuComponent.javapublic Iterator createIterator() {throw new UnsupportedOperationException();}// NewMenu.javaIterator<MenuComponent> iterator = null;public Iterator createIterator() {if (iterator == null) {iterator = new CompositeIterator(menuComponents.iterator());}return iterator;    }// MenuItem.javapublic Iterator createIterator() {return new NullIterator();}// NullIterator.java
public class NullIterator implements Iterator {@Overridepublic boolean hasNext() {return false;}@Overridepublic Object next() {return null;}public void remove() {throw new UnsupportedOperationException();}
}

菜单返回的是 CompositeIterator 对象，而菜单项返回的是空的迭代器。因为空迭代器的 hasNext() 方法，所以就不进行迭代。之所以不返回 null，就是因为不需要客户代码中进行一个返回值的判断，省去了一个步骤。

女侍者的素食打印菜单代码。

    public void printVegetarianMenu() {Iterator iterator = allMenus.createIterator();System.out.println("\nVEGETARIAN MENU\n----");while (iterator.hasNext()) {MenuComponent menuComponent = (MenuComponent)iterator.next();try {if (menuComponent.isVegetarian()) {menuComponent.print();}} catch (UnsupportedOperationException e) {}}}

这个方法先是获取到 allMenus 的迭代器，然后遍历每个元素，调用元素的 isVegetarian() 方法，如果为 true，就调用它的 print() 方法。只有菜单项的 print() 方法可以被调用，因为菜单的 isVegetarian() 方法是一直抛出异常的，所以不做任何操作，继续遍历。

到这里组合模式与适配器模式结合使用结束。

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