定义

组合模式(composite pattern)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。

代码实现

本章使用组合模式来实现下图的树状菜单。

首先为菜单和菜单项创建一个共同的接口作为组件接口，让我们能够用统一的做法来处理菜单和菜单项。换句话说，客户(Waitress)可以针对菜单或菜单项调用相同的方法。

组件接口MenuComponent.java

import java.util.*;
// MenuComponent对每个方法都提供了默认的实现，
// 菜单和菜单项的角色不同，所以有些方法可能并不适合某种节点。
// 面对这种情况，默认实现抛出UnsupportedOperationException，当菜单或菜单项不支持某个操作时，继承默认实现即可
public abstract class MenuComponent {// Composite应该实现的方法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();}// 菜单和菜单项都应该实现的方法，而且实现方式要不同public void print() {throw new UnsupportedOperationException();}
}

Leaf节点MenuItem.java

import java.util.Iterator;
import java.util.ArrayList;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 double getPrice() {return price;}public boolean isVegetarian() {return vegetarian;}public void print() {System.out.print("  " + getName());if (isVegetarian()) {System.out.print("(v)");}System.out.println(", " + getPrice());System.out.println("     -- " + getDescription());}
}

Composite节点Menu.java

import java.util.Iterator;
import java.util.ArrayList;public class Menu extends MenuComponent {ArrayList menuComponents = new ArrayList();String name;String description;public Menu(String name, String description) {this.name = name;this.description = description;}public void add(MenuComponent menuComponent) {menuComponents.add(menuComponent);}public void remove(MenuComponent menuComponent) {menuComponents.remove(menuComponent);}public MenuComponent getChild(int i) {return (MenuComponent)menuComponents.get(i);}public String getName() {return name;}public String getDescription() {return description;}// 对菜单的每一项进行遍历：// 使用menuComponents生成迭代器，//     通过迭代器遍历menuComponents的每一项，//     直接调用MenuItem.print或者递归调用Menu.printpublic 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();}}
}

客户Waitress的代码

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

测试驱动代码

import java.util.*;public class MenuTestDrive {public static void main(String args[]) {MenuComponent pancakeHouseMenu = new Menu("PANCAKE HOUSE MENU", "Breakfast");MenuComponent dinerMenu = new Menu("DINER MENU", "Lunch");MenuComponent cafeMenu = new Menu("CAFE MENU", "Dinner");MenuComponent dessertMenu = new Menu("DESSERT MENU", "Dessert of course!");MenuComponent allMenus = new Menu("ALL MENUS", "All menus combined");allMenus.add(pancakeHouseMenu);allMenus.add(dinerMenu);allMenus.add(cafeMenu);pancakeHouseMenu.add(new MenuItem("K&B's Pancake Breakfast", "Pancakes with scrambled eggs, and toast", true,2.99));pancakeHouseMenu.add(new MenuItem("Regular Pancake Breakfast", "Pancakes with fried eggs, sausage", false,2.99));pancakeHouseMenu.add(new MenuItem("Blueberry Pancakes","Pancakes made with fresh blueberries, and blueberry syrup",true,3.49));pancakeHouseMenu.add(new MenuItem("Waffles","Waffles, with your choice of blueberries or strawberries",true,3.59));dinerMenu.add(new MenuItem("Vegetarian BLT","(Fakin') Bacon with lettuce & tomato on whole wheat", true, 2.99));dinerMenu.add(new MenuItem("BLT","Bacon with lettuce & tomato on whole wheat", false, 2.99));dinerMenu.add(new MenuItem("Soup of the day","A bowl of the soup of the day, with a side of potato salad", false, 3.29));dinerMenu.add(new MenuItem("Hotdog","A hot dog, with saurkraut, relish, onions, topped with cheese",false, 3.05));dinerMenu.add(new MenuItem("Steamed Veggies and Brown Rice","Steamed vegetables over brown rice", 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 icecream",true,1.59));dessertMenu.add(new MenuItem("Cheesecake","Creamy New York cheesecake, with a chocolate graham crust",true,1.99));dessertMenu.add(new MenuItem("Sorbet","A scoop of raspberry and a scoop of lime",true,1.89));cafeMenu.add(new MenuItem("Veggie Burger and Air Fries","Veggie burger on a whole wheat bun, lettuce, tomato, and fries",true, 3.99));cafeMenu.add(new MenuItem("Soup of the day","A cup of the soup of the day, with a side salad",false, 3.69));cafeMenu.add(new MenuItem("Burrito","A large burrito, with whole pinto beans, salsa, guacamole",true, 4.29));Waitress waitress = new Waitress(allMenus);waitress.printMenu();}
}

该模式体现了哪些OO原则

原则2: 针对接口编程，而不是针对实现编程

Waitress和MenuTestDrive都是针对MenuComponent的接口编程，不关心具体实现。

本章总结

组合模式以单一责任设计原则换取透明性(transparency)。透明性是指通过让组件接口Component同时包含一些管理子节点和叶节点操作，客户就可以将组合和叶节点一视同仁。也就是说，一个元素究竟是组合还是叶节点，对客户是透明的。现在MenuComponent类中同时具有两种类型的操作。因为客户有机会对一个元素做一些不恰当或者没有意义的操作(如试图把菜单添加到菜单项)，所以我们失去了一些安全性。这是设计上的抉择，我们也可以采用另外一种方向的设计，将责任区分开来放在不同的接口中。这样一来，设计上就比较安全，但是我们失去了透明性，客户的代码将必须用条件语句和instanceof操作符处理不同类型的节点。这是一个典型的折衷案例。尽管我们受到设计原则的指导，但是我们总是需要观察某原则对我们的设计所造成的影响。
组合结构内任意对象称为组件，组件可以是组合，也可以是叶节点

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