組合模式的定義：又叫作整體-部分（Part-Whole）模式，通過將單個對象（葉節點）和組合對象用相同的接口表示，使客戶端對單個對象和組合對象的訪問具有一致性。它是一種將對象組合成樹狀的層次結構的模式。屬于結構型設計模式。

組合模式一般用來描述整體與部分的關系，它將對象組合到樹狀結構，頂層的節點被稱為根節點，最末級的節點成為葉節點，中間的節點成為樹枝節點，樹形結構如下圖。

? ? ? ? 由上圖可以看出，根節點和樹枝節點本質上屬于同一種數據類型，可以作為容器使用；而葉節點與樹枝節點在語義上不屬于同一種類型，但是在組合模式中，我們會把樹枝節點和葉節點看作同一種數據類型（用統一接口定義），讓它們具備一致行為。這樣，在組合模式中，整個樹形結構中的對象都屬于同一種類型，客戶端不需要辨別是樹枝節點還是葉子節點，可以直接進行操作，給客戶端的使用帶來極大的便利。

組合模式的結構：組合模式包含以下3個角色。

抽象根節點（Component）：為葉節點和樹枝節點聲明公共接口，并實現它們的默認行為。

樹葉節點（Leaf）：組合中的葉節點對象，它沒有子節點，是樹狀結構的最末級。

樹枝節點（Composite）：組合中的分支節點對象，它有子節點，主要作用是存儲和管理子節點。

組合模式的實現：組合模式分為透明式組合模式和安全式組合模式。我們以公司組織架構為例，分別用透明式組合模式和安全式組合模式實現。

某公司組織架構如下圖，公司包括銷售部、研發部和財務部，銷售部和財務部下又分為A組和B組。

透明組合模式的實現：

? ? ? ? 在透明組合模式中，抽象根節點聲明了所有子類中的全部方法，客戶端無須區別葉節點和樹枝節點，它們具備一致的接口，對客戶端來說是透明的。但其缺點是：葉節點本來沒有增加 Add()、刪除Remove() 及 獲取子節點GetChild() 的方法，卻要實現它們（空實現或拋出異常），這樣會帶來一些安全性問題。

//抽象根節點 public interface DeptComponent {void add(DeptComponent deptComponent);void remove(DeptComponent deptComponent);List<DeptComponent> getChildren();void getName(); }//葉節點 public class LeafDept implements DeptComponent {private String name;public LeafDept(String name){this.name = name;}@Overridepublic void add(DeptComponent deptComponent) { }@Overridepublic void remove(DeptComponent deptComponent) { }@Overridepublic List<DeptComponent> getChildren() {return null;}@Overridepublic void getName() {System.out.println(name+"前來報到！");} }//樹枝節點 public class CompositeDept implements DeptComponent{private List<DeptComponent> children = new ArrayList<>();private String name;CompositeDept(String name){this.name = name;}@Overridepublic void add(DeptComponent deptComponent) {children.add(deptComponent);}@Overridepublic void remove(DeptComponent deptComponent) {children.remove(deptComponent);}@Overridepublic List<DeptComponent> getChildren() {return children;}@Overridepublic void getName() {System.out.println(name+"前來報到！");} }//測試類 public class CompositeTest {public static void main(String[] args) {DeptComponent company = new CompositeDept("某公司");DeptComponent saleDept = new CompositeDept("銷售部");DeptComponent developmentDept = new CompositeDept("研發部");DeptComponent financeDept = new CompositeDept("財務部");DeptComponent saleA = new LeafDept("銷售部A組");DeptComponent saleB = new LeafDept("銷售部B組");DeptComponent developmentA = new LeafDept("研發部A組");DeptComponent developmentB = new LeafDept("研發部B組");developmentDept.add(developmentA);developmentDept.add(developmentB);saleDept.add(saleA);saleDept.add(saleB);company.add(saleDept);company.add(developmentDept);company.add(financeDept);List<DeptComponent> children = company.getChildren();children.stream().forEach(deptComponent -> {deptComponent.getName();deptComponent.getChildren().stream().forEach(deptComponent1 -> deptComponent1.getName());});} }

透明組合模式的結構圖：

安全組合模式的實現：

? ? ? ? 在安全組合模式中，將管理葉節點的方法移到樹枝節點中，抽象根節點和葉節點沒有對子對象的管理方法，避免了透明組合模式的安全性問題，但由于葉節點和樹枝節點有不同的接口，客戶端在調用時要知道葉節點和樹枝節點的存在，所以失去了透明性。

//抽象根節點 public interface DeptComponent {void getName(); }//葉節點 public class LeafDept implements DeptComponent {private String name;public LeafDept(String name){this.name = name;}@Overridepublic void getName() {System.out.println(name+"前來報到！");} }//樹枝節點 public class CompositeDept implements DeptComponent{private List<DeptComponent> children = new ArrayList<>();private String name;CompositeDept(String name){this.name = name;}public void add(DeptComponent deptComponent) {children.add(deptComponent);}public void remove(DeptComponent deptComponent) {children.remove(deptComponent);}public List<DeptComponent> getChildren() {return children;}@Overridepublic void getName() {System.out.println(name+"前來報到！");} }//測試類 public class CompositeTest {public static void main(String[] args) {CompositeDept company = new CompositeDept("某公司");CompositeDept saleDept = new CompositeDept("銷售部");CompositeDept developmentDept = new CompositeDept("研發部");CompositeDept financeDept = new CompositeDept("財務部");DeptComponent saleA = new LeafDept("銷售部A組");DeptComponent saleB = new LeafDept("銷售部B組");DeptComponent developmentA = new LeafDept("研發部A組");DeptComponent developmentB = new LeafDept("研發部B組");developmentDept.add(developmentA);developmentDept.add(developmentB);saleDept.add(saleA);saleDept.add(saleB);company.add(saleDept);company.add(developmentDept);company.add(financeDept);List<DeptComponent> children = company.getChildren();children.stream().forEach(deptComponent -> {deptComponent.getName();if(deptComponent instanceof CompositeDept){CompositeDept compositeDept = (CompositeDept) deptComponent;compositeDept.getChildren().stream().forEach(deptComponent1 -> deptComponent1.getName());}});} }

安全組合模式的結構圖：

組合模式的優點：

組合模式使客戶端處理單個對象和組合對象邏輯一致，這簡化了客戶端代碼；

更容易在組合體內加入新的對象，滿足“開閉原則”；

組合模式的缺點：

設計較復雜，客戶端需要花更多時間理清類之間的層次關系；

不容易限制容器中的構件；

不容易用繼承的方法來增加構件的新功能；

組合模式的使用場景：

在需要表示一個對象整體與部分的層次結構的場合。

要求對客戶端隱藏組合對象與單個對象的差異，使客戶端可以用統一的接口使用組合結構中的所有對象的場合。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的设计模式系列：搞懂组合模式，单对象与组合对象对外统一接口的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。