组合模式

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这个模式理解起来会有些歧义，特别是某些书上面那些难懂的阐述。先来说说组合模式的几个特点：

1、必须存在不可分割基本元素。

2、组合后的物体可以被组合。

举个通俗的例子，原子是化学反应的基本微粒，它在化学反应中不可分割。现在有 C（碳）、H（氢）、O（氧）、N（氮）4种原子，它们可以随机组合成无数种分子，可以是蛋白质，也可以是脂肪，蛋白质和脂肪就是组合。由蛋白质和脂肪又可以一起被组合成肉、大豆等等。

回到主题，现在有一个需求，客户需要创建一个叶子，可以设定叶子大小和颜色，而且可以为叶子起名。

abstract class tree{
    abstract function create();
}
class createLeaf extends tree{
    
    private $name;
    private $size;
    private $color;
    private $leaf=array();
    
    public function __construct($name,$size,$color){
        $this->name=$name;
        $this->size=$size;
        $this->color=$color;
    }
    
    public function create(){
        $this->leaf[$this->name]=array(
            'size'=>$this->size,
            'color'=>$this->color
        );
        return $this->leaf;
    }
    
}

$leaf=new createLeaf('大红树叶','大','红');

print_r($leaf->create());

运行以上代码将得到:


Array
(
    [大红树叶] => Array
        (
            [size] => 大
            [color] => 红
        )

)

我们的设计完美的实现了客户的需求，但是，现在客户的新要求来了，不仅要可以创建叶子，还要可以创建树枝，而且，可以把叶子安插在树枝上，也可以把安插好的叶子从树枝上拆下来。他们最终想要结果是，树枝上可以安插其他的树枝，从而构建出一颗枝繁叶茂的大树

分析：创建叶子和创建树枝都拥有创建操作，所以它们都可以对抽象tree类进行实现，但创建树枝的类还需要安插和拆除的操作，所以我们暂且在tree类中加上两个抽象方法combination() 和 separation()。

abstract class tree{
    abstract function create();//创建
    abstract function combination(tree $item);//组合
    abstract function separation(tree $item);//分离
}

class createLeaf extends tree{
    
    private $name;
    private $size;
    private $color;
    private $leaf=array();
    
    public function __construct($name,$size,$color){
        $this->name=$name;
        $this->size=$size;
        $this->color=$color;
    }
    
    public function create(){
        $this->leaf[$this->name]=array(
            'size'=>$this->size,
            'color'=>$this->color
        );
        return $this->leaf;
    }

    //由于创建叶子类不需要组合和分离的操作，我们将这两个方法投掷出错误警告。    
    public function combination(tree $item){
        throw new Exception("本类不支持组合操作");
    }
    
    public function separation(tree $item){
        throw new Exception("本类不支持分离操作");
    }
    
}

class createBranch extends tree{

    private $name;
    private $branch=array();
    private $items=array();//树枝可能被安插叶子，该变量用于存放叶子对象
    
    public function __construct($name){
        $this->name=$name;
    }
    
    //我们已经知道$items内的对象都包含创建操作，所以只要依次执行各对象的创建操作，收集结果便可
    public function create(){
        foreach($this->items as $item){
            $arr=$item->create();
            $this->branch[$this->name][]=$arr;
        }
        if(empty($this->branch)){
            $this->branch[$this->name]=array();
        }
        return $this->branch;
    }
    
    public function combination(tree $item){
        $this->items[]=$item;
    }
    
    public function separation(tree $item){
        $key=array_search($item,$this->items);
        if($key!==false){
            unset($this->items[$key]);
        }
    }

}

$leaf_1=new createLeaf('大红树叶','大','红');
$leaf_2=new createLeaf('大绿树叶','大','绿');
$leaf_3=new createLeaf('大黄树叶','大','黄');

$leaf_4=new createLeaf('小红树叶','小','红');
$leaf_5=new createLeaf('小绿树叶','小','绿');
$leaf_6=new createLeaf('小黄树叶','小','黄');

$branch_1=new createBranch('树枝1号');
$branch_1->combination($leaf_1);
$branch_1->combination($leaf_2);
$branch_1->combination($leaf_3);

$branch_2=new createBranch('树枝2号');
$branch_2->combination($leaf_4);
$branch_2->combination($leaf_5);
$branch_2->combination($leaf_6);

$branch=new createBranch('树干');
$branch->combination($branch_1);
$branch->combination($branch_2);

print_r($branch->create());

运行以上代码将得到:

Array
(
    [树干] => Array
        (
            [0] => Array
                (
                    [树枝1号] => Array
                        (
                            [0] => Array
                                (
                                    [大红树叶] => Array
                                        (
                                            [size] => 大
                                            [color] => 红
                                        )

                                )

                            [1] => Array
                                (
                                    [大绿树叶] => Array
                                        (
                                            [size] => 大
                                            [color] => 绿
                                        )

                                )

                            [2] => Array
                                (
                                    [大黄树叶] => Array
                                        (
                                            [size] => 大
                                            [color] => 黄
                                        )

                                )

                        )

                )

            [1] => Array
                (
                    [树枝2号] => Array
                        (
                            [0] => Array
                                (
                                    [小红树叶] => Array
                                        (
                                            [size] => 小
                                            [color] => 红
                                        )

                                )

                            [1] => Array
                                (
                                    [小绿树叶] => Array
                                        (
                                            [size] => 小
                                            [color] => 绿
                                        )

                                )

                            [2] => Array
                                (
                                    [小黄树叶] => Array
                                        (
                                            [size] => 小
                                            [color] => 黄
                                        )

                                )

                        )

                )

        )

)


我们漂亮的完成了这个需求，一颗苍天大树被我们创建大笑，但这里有一个问题，创建树叶操作只需要create() 操作，并不需要combination() 和 separation()，我们为何不把抽象类tree拆分为两个类呢？

abstract class tree{
    abstract function create();
}

//拆分出的树干抽象类，由于继承自tree，必须将create()实现，但实现create()又会造成代码重复，所以将此类也申明为抽象类
abstract class branch extends tree{
    abstract function combination(tree $item);
    abstract function separation(tree $item);
}

class createLeaf extends tree{
    
    private $name;
    private $size;
    private $color;
    private $leaf=array();
    
    public function __construct($name,$size,$color){
        $this->name=$name;
        $this->size=$size;
        $this->color=$color;
    }
    
    public function create(){
        $this->leaf[$this->name]=array(
            'size'=>$this->size,
            'color'=>$this->color
        );
        return $this->leaf;
    }
    
    public function combination(tree $item){
        throw new Exception("本类不支持组合操作");
    }
    
    public function separation(tree $item){
        throw new Exception("本类不支持分离操作");
    }
    
}

class createBranch extends branch{

    private $name;
    private $branch=array();
    private $items=array();
    
    public function __construct($name){
        $this->name=$name;
    }
    
    public function create(){
        foreach($this->items as $item){
            $arr=$item->create();
            $this->branch[$this->name][]=$arr;
        }
        if(empty($this->branch)){
            $this->branch[$this->name]=array();
        }
        return $this->branch;
    }
    
    public function combination(tree $item){
        $this->items[]=$item;
    }
    
    public function separation(tree $item){
        $key=array_search($item,$this->items);
        if($key!==false){
            unset($this->items[$key]);
        }
    }

}

$leaf_1=new createLeaf('大红树叶','大','红');
$leaf_2=new createLeaf('大绿树叶','大','绿');
$leaf_3=new createLeaf('大黄树叶','大','黄');

$leaf_4=new createLeaf('小红树叶','小','红');
$leaf_5=new createLeaf('小绿树叶','小','绿');
$leaf_6=new createLeaf('小黄树叶','小','黄');

$branch_1=new createBranch('树枝1号');
$branch_1->combination($leaf_1);
$branch_1->combination($leaf_2);
$branch_1->combination($leaf_3);

$branch_2=new createBranch('树枝2号');
$branch_2->combination($leaf_4);
$branch_2->combination($leaf_5);
$branch_2->combination($leaf_6);

$branch=new createBranch('树干');
$branch->combination($branch_1);
$branch->combination($branch_2);

print_r($branch->create());

这样，我们总算是漂亮的完成了这个需求。但必须注意的是，由于组合模式的灵活性，很多人喜欢不假思索的使用组合类。事实上，组合类存在着“过于灵活”、“开销大”的缺陷。我们试想一下，一个元素或组合在整个系统中可能被调用非常多次，但一旦某个元素或组合在系统中的一个节点出现问题，我们将很难排查到那个节点。

再试想一下，若是系统中的某个元素是一条查询数据库的sql语句，而且这条sql语句的开销有些大，一旦它被组合到整个系统的每一个角落，运行系统造成的结果将是灾难性的。