設計模式學習筆記（1）組合

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組合（Composite）模式用於將對象組合成樹形結構以表示 「部分——總體」 的層次結構。它使得用戶對單個對象和組合對象的使用具備一致性。

模式要點

組成部分

• Component : 是組合中的全部對象的統一接口；定義了特定狀況下，類應當實現的貨缺省的行爲；Component 聲明一個接口用於訪問和管理 Component 的子組件；在遞歸結構中定義一個接口，用於訪問一個父部件，並符合條件的類中實現它，固然這個是可選的。
• Leaf：在組合中表示葉節點對象，顧名思義，葉節點沒有子節點。
• Composite：定義有子部件的那些部件的行爲，同時存儲子部件，實現 Component 中與子部件有關的接口。
• Client：經過Component接口，操縱組合部件的對象。

協做原理

• 用戶使用Component類接口與組合結構中的對象進行交互。 若是接收者是一個葉節點，則直接處理請求。 若是接收者是Composite， 它一般將請求發送給它的子部件， 在轉發請求以前與/或以後可能執行一些輔助操做。

實例分析

在中文中，一句話是由詞語組成的，而詞語又由字組成；在英文中，句子由單詞組成，而單詞又由一個個字母組成。每一個對象均可定義的它以前的或以後的內容。好比一箇中文句子老是以句號結尾，一個英文單詞以前一般是有空格的。這種結構能夠造成了遞歸嵌套的結構，句子是父容器，單詞是子容器，字母是葉節點。

CharacterComposite 是一個抽象類，定義了全部容器類或葉節點的接口，容器應當實現的功能有：獲取子組件、對子組件進行計數、定義組件的格式化輸出規則。Sentence(句子) 和 Word (單詞)都屬於容器，而 Character (字母)則屬於葉節點，由於字母中沒法再添加子組件了，它是層次結構中的最末端。

/** * 全部容器的抽象父類 */
public abstract class CharacterComposite {

  private List<CharacterComposite> children = new ArrayList<>();

  public void add(CharacterComposite character) {
    children.add(character);
  }

  public int count() {
    return this.children.size();
  }

  public void printBefore() {
  }

  public void printAfter() {
  }

  public void print() {
    printBefore();
    for (CharacterComposite item : children) {
      item.print();
    }
    printAfter();
  }
}
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EnglishWord 組件前應當輸出一個空格，EnglishSentence 組件後應當輸出一個「.」，ChineseSentence 組件後應當輸出一個「。」等。

/** * 英文句子 */
public class EnglishSentence extends CharacterComposite {

  public EnglishSentence(List<EnglishWord> words) {
    for (EnglishWord word : words) {
      add(word);
    }
  }

  @Override
  public void printAfter() {
    System.out.println(".");
  }
}
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/** * 英文單詞 */
public class EnglishWord extends CharacterComposite {

  public EnglishWord(List<Character> characters) {
    for (Character c : characters) {
      add(c);
    }
  }

  @Override
  public void printBefore() {
    System.out.print(" ");
  }
}
複製代碼

Word 做爲 Sentence 的子容器，Character 做爲 Word 的子組件，屬於葉節點。

/** * 字母 */
public class Character extends CharacterComposite {

  private char c;

  public Character(char c) {
    this.c = c;
  }

  @Override
  public void print() {
    System.out.print(c);
  }
}
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Writer 爲句子生成器，各個組件及子組件均由它負責填充，最終造成一個完成的結構。

/** * 語句生成器 */
public class Writer {

  public CharacterComposite sentenceByChinese() {
    List<ChineseWord> words = new ArrayList<>();

    words.add(new ChineseWord(Arrays.asList(new Character('我'))));
    words.add(new ChineseWord(Arrays.asList(new Character('是'))));
    words.add(new ChineseWord(Arrays.asList(new Character('來'), new Character('自'))));
    words.add(new ChineseWord(Arrays.asList(new Character('北'), new Character('京'))));
    words.add(new ChineseWord(Arrays.asList(new Character('的'))));
    words.add(new ChineseWord(Arrays.asList(new Character('小'), new Character('明'))));

    return new ChineseSentence(words);
  }

  public CharacterComposite sentenceByEnglish() {
    List<EnglishWord> words = new ArrayList<>();

    words.add(new EnglishWord(Arrays.asList(new Character('I'))));
    words.add(new EnglishWord(Arrays.asList(new Character('a'), new Character('m'))));
    words.add(new EnglishWord(Arrays.asList(new Character('a'))));
    words.add(new EnglishWord(Arrays.asList(new Character('s'), new Character('t'), new Character('u'), new Character('d'), new Character('e'), new Character('n'), new Character('t'))));
    words.add(new EnglishWord(Arrays.asList(new Character('f'), new Character('r'), new Character('o'), new Character('m'))));
    words.add(new EnglishWord(Arrays.asList(new Character('L'), new Character('o'), new Character('n'), new Character('d'), new Character('o'), new Character('n'))));

    return new EnglishSentence(words);
  }
}
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效果

• Composite 模式定義了基本對象和組合對象的基本層次結構，基本對象能夠組合造成更復雜的對象，這個對象還能夠再次進行組合，依次類推，能夠實現無限層的遞歸嵌套結構，上文中提到的句子-單詞-字母結構便是如此。
• 全部的容器都是這個接口的實現，用戶能夠一致地使用組合結構和單個對象，用戶不須要知道它是否爲葉節點或包含子容器的一個組件，從而大大簡化了代碼結構，定義組合的類時避免了各類複雜的包含着大量判斷的方法。
• 在增長新的組件的時候更簡單，不管是新增一種容器或一個葉節點都很方便，無需單獨再定義新類而且能夠很容易和現有的組件或容器結合工做，客戶端無需隨新組件的增長而作任何改變
• 使代碼結構更具通用性，但也存在一些問題。增長組件很方便，但沒法對子組件作過多的限制，即便客戶但願在容器中只增長某種特定的組件，因爲使用 Composite 而沒法依靠別的類作過多的約束，這些檢驗類型的工做就要放到運行時去作了

適用場景

• 你想表示對象的部分-總體層次結構
• 你但願用戶忽略組合對象與單個對象的不一樣， 用戶將統一地使用組合結構中的全部對象

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