设计模式 组合模式

组合模式

 什么是组合模式？组合模式是将一组对象组合为可像单个对象一样被使用的结构。同样地，举个栗子来说明。

假设现在某国突然想教训一下不断念想某鱼岛的某本，于是开始招贤纳士，招兵买马。打战吧，肯定要有士兵，士兵肯定有攻击力，而且不同兵种攻击力肯定不同。假设现在我们有一个soldier抽象类，类的定义如下：

有两个兵种，一个是步兵infantryman，一个是炮兵artilleryman，返回值的大小表示攻击力的大小，定义如下：

有了这两个基本兵种，我们就可以开始组建军队了。首先，这个军队即可以包含自己招募来的炮兵或者步兵，也可以包含从别的军队抽调过来的部队，于是分别设计了两个对象数组来分别保存士兵对象和军队对象，同时也提供了添加士兵对象和军队对象的方法，还有移除对象的方法（没有写出），军队总战斗力就是所有作战单位的攻击力的总和，所以只需要遍历这些作战单位对象并把攻击力数值进行叠加即可。具体代码如下：

由于某本是个岛国，我们会需要运兵船输送兵力，此刻可以新建一个troopCarrier类，类中可以包含特定数目的步兵或者炮兵，写法和Army类差不多。通常我们称army对象和troopCarrier对象为组合对象，称infantryman对象和artilleryman对象为局部对象。可以看出组合对象中需要包含添加和删除子对象的方法，而局部对象不用，但两者共同需要实现的操作是aggressivity（共同的操作集）。

现在我们知道了，我们的火力输出形式主要有单体士兵输出和整个军队单位的输出，在这里为了统一，我们把前文的抽象类soldier改为unit，意指作战单位。

一般的组合模式会在抽象类中添加add和remove方法，所以现在我们的抽象基类为：

可是问题又来了，为了确保接口的统一，组合类和局部类都继承了这个抽象基类，但是事实上局部类并不需要实现这个方法，明摆着嘛，军队可以添加成员，士兵就不可以了，除非怀孕了。。。。所以在不小心调用了士兵单位的Add和remove方法的时候，应该抛出一个异常来提示我们。这时候我们只需要在抽象基类中添加默认实现就行了(具体代码省略)。

下面是改写后的army类：

class army extends unit{

                private $unit=array();

               function addUnit(unit $unit){

                      if (in_array($unit,$this->unit)) {

                           return;

                        }

              array_push($this->unit, $unit);

             }

            function removeUnit(unit $unit){

                   $temp=array();

                  foreach ($this->unit as $value) {

                  if($unit !== $value){

                      $temp[]=$value;

                   }

               }

                  $this->unit=$temp;

            }

              function aggressivity(){

                          $res=0;

                   foreach ($this->unit as $value) {

                             $res+=$value->aggressivity();

                    }

                        return $res;

           }

}

如果现在我们又需要新的兵种如伞兵，然后同时需要添加一个空降部队，需要怎么做？对的，很简单，我们只需要再新增一个伞兵局部类和空降部队组合类即可，无需大范围修改原来的代码。让我们从客户端代码角度来感受一下。

//某国战队

$chinese_army=new army();

//伞兵对象

$s1=new infantryman();

//炮兵对象

$s2=new artilleryman();

//伞兵对象

$s3=new paraboy();

//增加一艘运兵船

$troopcarrier1=new troopCarrier();

$troopcarrier1->addUnit($s1);

//增加空降部队

$air=new paratroops();

$air->addUnit($s3);

//将运兵船和空降部队添加到中国战队

$chinese_army->addUnit($troopcarrier1);

$chinese_army->addUnit($air);

当我们需要得知某国战队的战斗力时，只需要简单地调用$chinese_army->aggressivity()便可将复杂的操作隐藏。

看完了组合模式的代码，也许有人有疑问了，既然局部类不需要addUnit和removeUnit方法，为什么我们还要添加呢？这样做不是显得很冗余吗？

为了解决这个问题，我们很自然就会想到需要对这两种不同的对象进行区分，组合类就应当实现addUnit和removeUnit方法，而局部类就不需要去实现。为此，我们将这两个操作子对象的方法降到下一级对象中，将组合类放在CompositeUnit抽象类下。

//unit抽象基类

abstract class unit{

//组合对象和局部对象的区别方法

           function getComposite(){

          return null;

           }

//共同操作集

         abstract function aggressivity();

}

//CompositeUnit抽象类，将组合类的特征抽象出来

abstract class CompositeUnit extends unit{

//作战单位列表

                    private $units=array();

                    function getComposite(){

                             return $this;

                    }

//获取作战单位列表

                   protected function units(){

                            return $this->units;

                     }

//添加作战单位

                  function addUnit(unit $unit){

                            if (in_array($unit,$this->unit)) {

                                        return;

                                  }

                           array_push($this->unit, $unit);

                    }

//移除作战单位

                 function removeUnit(unit $unit){

                             $temp=array();

                              foreach ($this->unit as $value) {

                              if($unit !== $value){

                                     $temp[]=$value;

                               }

                            }

                               $this->unit=$temp;

                }

}

组合类army：

所以，现在，当我们需要添加对象的时候，首先需要调用getComposite()方法判断对象是组合对象还是局部对象。

组合模式的问题：

1.当特殊的对象越来越多，组合模式开始 显得弊大于利，因为需要在每个特殊对象类中对特殊条件进行判断而无法自动化来强制执行规则，所以在大部分局部对象可互换的情况下，组合模式才最适用。

2.当对象树中有大量的子army对象，一个简单的调用可能会导致系统崩溃，为了降低组合操作的成本，可以在父级对象中缓冲计算结果，使接下来的调用减少系统开销。

3.组合模式使数据保存在关系型数据库中并不轻松，但却非常适合持久化XML。