组合(Composite)模式

定义

Composite模式是一种结构型设计模式，它将对象组合成树形结构以表示“部分－整体“的层次结构，并使用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

动机

当处理树形结构的数据时，我们常常需要区别对待叶子结点和内部结点，这使得代码更加复杂，以至于容易出错。因此，如果有一种方法，可以使我们可以统一处理叶子结点和内部结点，那么，对于我们提高代码的质量是十分有帮助的。
Composite模式正是这样一种设计模式，它可以使我们以统一的方式去处理叶子结点(单个对象)和内部结点(组合对象)。

适用性

当你想表示“部分－整体“的层次结构，并希望忽略组合对象和单个对象不同，可以使用统一的方式来处理组合结构中的所有对象。

结构

Compenent

• 所有对象的抽象，包括组合对象和单个对象
• 声明对象的接口

Leaf

• 表示单个对象
• 实现所有的Compent接口

Composite

• 代表组合对象
• 实现所有的Compent接口
• 还包括了对其孩子对象进行操作的接口

例子

在下面的例子中，我们实例一个图形系统。图形可以是椭圆(Ellipse)或者复合图形(CompositeGraphic)，每个图形都可以打印出来，打印接口在Graphic接口中声明。
这个图形系统是易于扩展的，例如加入矩形，圆形等，也可以加入其他的方法，例如缩放等。

Graphic.java

/** "Component" */interface Graphic {    // Prints the graphic.    public void print();}

CompositeGraphic.java

/** "Composite" */import java.util.List;import java.util.ArrayList;class CompositeGraphic implements Graphic {    // Collection of child graphics.    private List<Graphic> childGraphics = new ArrayList<Graphic>();    // Prints the graphic.    public void print() {        for (Graphic graphic : childGraphics) {            graphic.print();        }    }    // Adds the graphic to the composition.    public void add(Graphic graphic) {        childGraphics.add(graphic);    }    // Removes the graphic from the composition.    public void remove(Graphic graphic) {        childGraphics.remove(graphic);    }}

Ellipse.java

/** "Leaf" */class Ellipse implements Graphic {    // Prints the graphic.    public void print() {        System.out.println("Ellipse");    }}

最后是使用这套图形系统的测试程序。它首先初始化4个椭圆(ellipse1, ellipse2, ellipse3, ellipse4)，然后构造2个复合图形(graphic1, graphic2)，再使用这2个复合图形来构造一个复合图形(graphic)，最后使用Graphic接口(print)来将graphic图形打印出来：

Program.java

/** Client */public class Program {    public static void main(String[] args) {        // Initialize four ellipses        Ellipse ellipse1 = new Ellipse();        Ellipse ellipse2 = new Ellipse();        Ellipse ellipse3 = new Ellipse();        Ellipse ellipse4 = new Ellipse();        // Initialize three composite graphics        CompositeGraphic graphic = new CompositeGraphic();        CompositeGraphic graphic1 = new CompositeGraphic();        CompositeGraphic graphic2 = new CompositeGraphic();        // Composes the graphics        graphic1.add(ellipse1);        graphic1.add(ellipse2);        graphic1.add(ellipse3);        graphic2.add(ellipse4);        graphic.add(graphic1);        graphic.add(graphic2);        // Prints the complete graphic (four times the string "Ellipse").        graphic.print();    }}

输出：

Ellipse
Ellipse
Ellipse
Ellipse

参考资料

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Composite_pattern
2. http://www.tutorialspoint.com/design_pattern/composite_pattern.htm
3. http://baike.baidu.com/view/3591789.htm