1. 系统菜单的设计

「系统菜单」应该是所有ERP系统都必备的一个基础模块，反正我是没见过哪个ERP系统是没有菜单设计的。典型的设计就是一个「树状结构」，数据库表用一个parent_id来构建整棵菜单树。
既然「菜单设计」如此重要，那么今天就来讲讲如何利用「组合模式」来优雅的设计系统菜单。

菜单分为两类：菜单目录和具备URL地址可点击的菜单，即树枝节点和树叶节点。分别设计Branch类代表菜单目录，Leaf类代表菜单，类图如下，非常简单。

Branch

public class Branch {private String name;private String icon;private List children;public Branch(String name, String icon) {this.name = name;this.icon = icon;this.children = new ArrayList<>();}public void add(Branch branch) {this.children.add(branch);}public void add(Leaf leaf) {this.children.add(leaf);}public void print(){System.out.println("name:" + name + ",icon:" + icon);}public List getChildren() {return children;}
}

Leaf

public class Leaf {private String name;private String icon;private String url;public Leaf(String name, String icon, String url) {this.name = name;this.icon = icon;this.url = url;}public void print() {System.out.println("name:" + name + ",icon" + icon + ",url:" + url);}
}

客户端构建菜单树，并遍历输出：

public class Client {public static void main(String[] args) {Branch root = new Branch("系统管理", "system.icon");Branch menu = new Branch("菜单管理", "menu.icon");menu.add(new Leaf("菜单列表", "menuList.icon", "/menu/list.html"));menu.add(new Leaf("用户菜单", "userMenu.icon", "/menu/user.html"));root.add(menu);root.add(new Leaf("角色管理", "role.icon", "/role.html"));root.add(new Leaf("权限管理", "auth.icon", "/auth.html"));show(root, 0);}// 展示菜单static void show(Branch branch,int tier) {for (int i = 0; i < tier; i++) {System.out.print("····");}branch.print();for (Object o : branch.getChildren()) {if (o instanceof Branch) {show((Branch) o, tier + 1);}else {for (int i = 0; i <= tier; i++) {System.out.print("····");}((Leaf)o).print();}}}
}
输出:
name:系统管理,icon:system.icon
····name:菜单管理,icon:menu.icon
········name:菜单列表,iconmenuList.icon,url:/menu/list.html
········name:用户菜单,iconuserMenu.icon,url:/menu/user.html
····name:角色管理,iconrole.icon,url:/role.html
····name:权限管理,iconauth.icon,url:/auth.html

OK，一棵菜单树构建出来了，客户端也能进行遍历了，但是会发现代码实现的特别别扭啊，一点也不优雅。Branch和Leaf存在冗余属性和代码啊，不管是目录还是菜单，name和icon都是有的，应该提取出Menu抽象类，菜单只是一个抽象，我不管你是树枝节点还是树叶节点，你都是菜单啊。树枝节点可以包含树枝和树叶，树叶节点就仅仅包含自身的属性特征，这些区别可以放到子类做特殊处理，但是对于客户端来说，他们应该都是Menu。

重新设计一下类，优化后的类图如下：

编写Menu类，将菜单抽象出来，提取公共属性和方法：

public abstract class Menu {protected String name;protected String icon;public Menu(String name, String icon) {this.name = name;this.icon = icon;}public void print(){System.out.println("name:" + name + ",icon:" + icon);}
}

树枝节点Branch

public class Branch extends Menu {private List<Menu> children = new ArrayList<>();public Branch(String name, String icon) {super(name, icon);}public void add(Menu menu) {children.add(menu);}public List<Menu> getChildren() {return children;}
}

树叶节点Leaf

public class Leaf extends Menu{private String url;public Leaf(String name, String icon, String url) {super(name, icon);this.url = url;}@Overridepublic void print() {System.out.println("name:" + name + ",icon:" + icon + ",url:" + url);}
}

客户端这样调用：

public class Client {public static void main(String[] args) {Branch root = new Branch("系统管理", "system.icon");Branch menu = new Branch("菜单管理", "menu.icon");menu.add(new Leaf("菜单列表", "menuList.icon", "/menu/list.html"));menu.add(new Leaf("用户菜单", "userMenu.icon", "/menu/user.html"));root.add(menu);root.add(new Leaf("角色管理", "role.icon", "/role.html"));root.add(new Leaf("权限管理", "auth.icon", "/auth.html"));show(root, 0);}static void show(Menu menu,int tier) {for (int i = 0; i < tier; i++) {System.out.print("····");}if (menu instanceof Branch) {menu.print();for (Menu child : ((Branch) menu).getChildren()) {show(child, tier + 1);}} else if (menu instanceof Leaf) {menu.print();}}
}

运行结果相同，一颗完整的菜单树展现出来了。

2. 组合模式的定义

将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

组合模式通用类图

Component：抽象组件，提取公共的方法和属性。
Leaf：叶子节点，没有分支，遍历的最小单位。
Composite：树枝节点，复杂对象，组合树枝和树叶形成树状结构。

组合模式又被称为「部分-整体模式」，只要你需要维护「部分-整体」的关系，例如：树形菜单，文件菜单等就可以考虑使用组合模式。

细心的读者可能已经发现了，客户端在遍历整棵树时，需要判断遍历的节点是树枝还是树叶，说白了，客户端需要知道具体的实现，这其实是对「依赖倒置原则」的破坏，不过可以通过「透明模式」来解决。

3. 组合模式的优缺点

优点

高层模块调用简单，整棵树中所有的节点都是Component抽象，高层模块不关心自己处理的是简单对象还是复杂对象，统一了客户端处理节点的方式。
屏蔽了节点实现细节对高层模块的影响，可以随时加入新的节点。
节点可以自由增加，扩展性高。

缺点
仔细看看上面的代码，客户端在遍历树时，直接使用了实现类，这违反了「依赖倒置原则」。

4. 透明的组合模式

上述实现采用的是「安全模式」，安全模式将树枝和树叶的功能区分开了，只有树枝才能进行组合。
透明模式则是将组合使用的方法全部放到了抽象组件中，这样不管是树枝对象还是树叶对象，都具有相同的结构，这种方式需要客户端判断子类类型，操作不当容易导致异常。

透明的组合模式通用类图

将组合方法提取到抽象Menu类中，默认不支持组合操作，Branch重写父类方法，实现组合功能，Leaf不重写，因为叶子节点本身确实不支持组合操作。

public abstract class Menu {protected String name;protected String icon;public Menu(String name, String icon) {this.name = name;this.icon = icon;}public void add(Menu menu){// 默认不支持操作throw new UnsupportedOperationException();}public List<Menu> getChildren(){// 默认不支持操作throw new UnsupportedOperationException();}public void print(){System.out.println("name:" + name + ",icon:" + icon);}
}

这样，不管是Branch还是Leaf，结构上它们都是相同的，只是各自的实现不一样而已。

5. 总结

组合模式在项目中随处可见：树形菜单、文件系统结构、XML结构等都是树形结构，都可以优先考虑使用组合模式来实现。
组合模式用于将多个对象组合成树形结构以表示「整体-部分」的结构层次，组合模式使得客户端对简单对象和复杂对象的使用具有一致性，方便了客户端的调用。

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