Java设计模式百例

本文源码见：https://github.com/get-set/get-designpatterns/tree/master/composite

组合模式（Composite Pattern），又叫部分整体模式，依据树形结构来组合对象，是用来表示部分以及整体层次的一种递归式结构的模式。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。

其实现实世界中，这种树状结构的组合还是挺普遍的：
1. 组织结构，从CEO到基层组长，都有下属，他们都相当于“枝干”，对于基层员工就是“叶子”节点，不过说到底他们都是公司员工；
2. 目录结构，这个更好理解了，目录里包含子目录和文件，各层目录相当于树状结构的“枝干”，文件相当于“叶子”节点，说到底目录和文件都是文件系统的组件（在Linux里，都可以看作“文件”这个大的概念，甚至鼠标键盘等设备）；
3. 一句文字，无论是书信还是微博，都是由字、词构成的，词呢又是由字构成的，字和词都可以看作句子的组成元素，二者又有包含关系。

看到这里是不是觉得已经不用再看具体例子的代码了呢，聪明的你估计脑海中已经构思除了一个小的demo了。

例子

就以文件系统目录结构为例吧。刚才说到，无论是目录还是文件，在Linux中我们都认为是广义的“文件”，为了方便阐述，我们把这个广义的“文件”叫做Entry吧，显然目录Directory和File都是一种Entry。如下：

Entry.java

public abstract class Entry {    public abstract String getName();    public abstract int getSize();    public abstract Entry add(Entry entry) {        throw new RuntimeException();    }    public void printList() {        printList("");    }    public abstract void printList(String prefix);    @Override    public String toString() {        return getName() + "(" + getSize() + ")";    }}

File.java

public class File extends Entry {    private String name;    private int size;    public File(String name, int size) {        this.name = name;        this.size = size;    }    public String getName() {        return this.name;    }    public int getSize() {        return this.size;    }    public void printList(String prefix) {        System.out.println(prefix + "/" + this);    }}

Directory.java

public class Directory extends Entry {    private String name;    private List<Entry> items = new ArrayList<Entry>();    public Directory(String name) {        this.name = name;    }    public String getName() {        return this.name;    }    public int getSize() {        int size = 0;        Iterator it = this.items.iterator();        while (it.hasNext()) {            Entry entry = (Entry) it.next();            size += entry.getSize();        }        return size;    }    public Entry add(Entry entry) {        items.add(entry);        return this;    }    public void printList(String prefix) {        System.out.println(prefix + "/" + getName());        Iterator it = items.iterator();        while (it.hasNext()) {            Entry entry = (Entry) it.next();            entry.printList(prefix + "/" + this.name);        }    }}

测试一下：

Client.java

public class Client {    public static void main(String[] args) {        Entry bindir = new Directory("bin");        Entry usrdir = new Directory("usr");        Entry tmpdir = new Directory("lib");        bindir                .add(new File("bash", 4))                .add(new File("ls", 6))                .add(new File("ip", 8));        usrdir                .add(new Directory("bin")                    .add(new File("top", 10))                    .add(new File("ssh", 12)))                .add(new Directory("local")                    .add(new Directory("bin")                        .add(new File("eclipse", 4))                        .add(new File("idea", 4)))                    .add(new Directory("src")));        tmpdir                .add(new File("test.txt", 12));        Entry rootdir = new Directory("root");        rootdir.add(bindir).add(usrdir).add(tmpdir);        rootdir.printList();    }}

输出结果：

/root/root/bin/root/bin/bash(4)/root/bin/ls(6)/root/bin/ip(8)/root/usr/root/usr/bin/root/usr/bin/top(10)/root/usr/bin/ssh(12)/root/usr/local/root/usr/local/bin/root/usr/local/bin/eclipse(4)/root/usr/local/bin/idea(4)/root/usr/local/src/root/lib/root/lib/test.txt(12)

总结

合成设计模式是一种辨识度比较高，应用场景相对比较明确的设计模式，因此相对来说也比较好理解。主要特征就两条：

1. 无论是“枝干“还是”叶子“，都是树的“组成部分”，因此都有共同的抽象，而“枝干”中的list成员变量引用的也是这个共同抽象的列表。概括地说就是“整体”和“部分”具有一致性，是一种递归包含关系；
2. 通常有一个“添加方法”，类似于本例的add()，因为是递归操作，一视同仁，这个方法通常定义在抽象类中，默认抛出异常，以便适用“叶子”节点无法添加子节点的情况。