设计模式11---组合模式（Composite Pattern）

一、组合模式定义

将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。Compose objects into tree structures to represent part-whole hierarchies. Composite lets clients treat individual objects and compositions of objects uniformly.

     

 

    如上图所示（截取自《Head First Design Patterns》一书），主要包括三个部分： 

    1. Component抽象组件。定义参加组合对象的共有方法和属性，可以定义一些默认的函数或属性。 

    2. Leaf叶子节点。构成组合树的最小构建单元。 

    3. Composite树枝节点组件。它的作用是组合树枝节点和叶子节点形成一个树形结构。 

Component : 组合中的对象声明接口，在适当的情况下，实现所有类共有接口的默认行为。声明一个接口用于访问和管理 Component 的子部件。

abstract class Component {
    protected String name;

    public Component(String name) {
        this.name = name;
    }

    public abstract void Add(Component c);
    public abstract void Remove(Component c);
    public abstract void Display(int depth);
}

Leaf : 表示叶节点对象。叶子节点没有子节点。

class Leaf extends Component {

    public Leaf(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void Add(Component c) {
        System.out.println("Can not add to a leaf");
    }

    @Override
    public void Remove(Component c) {
        System.out.println("Can not remove from a leaf");
    }

    @Override
    public void Display(int depth) {
        String temp = "";
        for (int i = 0; i < depth; i++) 
            temp += '-';
        System.out.println(temp + name);
    }

}

 

Composite : 定义枝节点行为，用来存储子部件，在 Component 接口中实现与子部件相关的操作。例如 Add 和 Remove。

class Composite extends Component {

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

    public Composite(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void Add(Component c) {
        children.add(c);
    }

    @Override
    public void Remove(Component c) {
        children.remove(c);
    }

    @Override
    public void Display(int depth) {
        String temp = "";
        for (int i = 0; i < depth; i++) 
            temp += '-';
        System.out.println(temp + name);

        for (Component c : children) {
            c.Display(depth + 2);
        }
    }

}

Client : 通过 Component 接口操作结构中的对象。

public class CompositePattern {

public static void main(String[] args) {
    Composite root = new Composite("root");
    root.Add(new Leaf("Leaf A"));
    root.Add(new Leaf("Leaf B"));

    Composite compX = new Composite("Composite X");
    compX.Add(new Leaf("Leaf XA"));
    compX.Add(new Leaf("Leaf XB"));
    root.Add(compX);

    Composite compXY = new Composite("Composite XY");
    compXY.Add(new Leaf("Leaf XYA"));
    compXY.Add(new Leaf("Leaf XYB"));
    compX.Add(compXY);

    root.Display(1);
}

}

二、组合模式优势 

　　节点自由扩展增加。使用组合模式，如果想增加一个树枝节点或者叶子节点都是很简单的，只要找到它的父节点就可以了，非常容易扩展，符合“开闭原则”。应用最广的模式之一。应用在维护和展示部分-整体关系的场景，如树形菜单、文件夹管理等等。一棵树形结构的所有节点都是Component，局部和整体对调用者来说都是一样的，没有区别，所以高层模块不比关心自己处理的是单个对象还是整个组合结构，简化了高层模块的代码。

 　 1、可以清楚地定义分层次的复杂对象，表示对象的全部或部分层次，使得增加新构件也更容易。

      2、客户端调用简单，客户端可以一致的使用组合结构或其中单个对象。

      3、定义了包含叶子对象和容器对象的类层次结构，叶子对象可以被组合成更复杂的容器对象，而这个容器对象又可以被组合，这样不断递归下去，可以形成复杂的树形结构。

      4、更容易在组合体内加入对象构件，客户端不必因为加入了新的对象构件而更改原有代码。

组合模式的缺点： 使设计变得更加抽象，对象的业务规则如果很复杂，则实现组合模式具有很大挑战性，而且不是所有的方法都与叶子对象子类都有关联。

使用场景：

　   1、需要表示一个对象整体或部分层次，在具有整体和部分的层次结构中，希望通过一种方式忽略整体与部分的差异，可以一致地对待它们。

 

      2、让客户能够忽略不同对象层次的变化，客户端可以针对抽象构件编程，无须关心对象层次结构的细节。

 

 三、组合模式在Android源码中的应用 

    在Android源码中，都能找到使用组合模式的例子，其中在《Android源码学习之观察者模式应用》介绍到的ViewGroup和View的结构就是一个组合模式，结构图如下所示： 

     现在来看看它们是如何利用组合模式组织在一起的，首先在View类定义了有关具体操作，然后在ViewGroup类中继承View类，并添加相关的增加、删除和查找孩子View节点，代码如下： 

/*
* @attr ref android.R.styleable#ViewGroup_clipChildren * @attr ref android.R.styleable#ViewGroup_clipToPadding * @attr ref android.R.styleable#ViewGroup_layoutAnimation * @attr ref android.R.styleable#ViewGroup_animationCache * @attr ref android.R.styleable#ViewGroup_persistentDrawingCache * @attr ref android.R.styleable#ViewGroup_alwaysDrawnWithCache * @attr ref android.R.styleable#ViewGroup_addStatesFromChildren * @attr ref android.R.styleable#ViewGroup_descendantFocusability * @attr ref android.R.styleable#ViewGroup_animateLayoutChanges */ public abstract class ViewGroup extends View implements ViewParent, ViewManager {

 接着看增加孩子节点函数： 

  /*** Adds a child view. If no layout parameters are already set on the child, the* default parameters for this ViewGroup are set on the child.** @param child the child view to add** @see #generateDefaultLayoutParams()*/public void addView(View child) { addView(child, -1); } /** * Adds a child view. If no layout parameters are already set on the child, the * default parameters for this ViewGroup are set on the child. * * @param child the child view to add * @param index the position at which to add the child * * @see #generateDefaultLayoutParams() */ public void addView(View child, int index) { LayoutParams params = child.getLayoutParams(); if (params == null) { params = generateDefaultLayoutParams(); if (params == null) { throw new IllegalArgumentException("generateDefaultLayoutParams() cannot return null"); } } addView(child, index, params); } /** * Adds a child view with this ViewGroup's default layout parameters and the * specified width and height. * * @param child the child view to add */ public void addView(View child, int width, int height) { final LayoutParams params = generateDefaultLayoutParams(); params.width = width; params.height = height; addView(child, -1, params); } /** * Adds a child view with the specified layout parameters. * * @param child the child view to add * @param params the layout parameters to set on the child */ public void addView(View child, LayoutParams params) { addView(child, -1, params); } /** * Adds a child view with the specified layout parameters. * * @param child the child view to add * @param index the position at which to add the child * @param params the layout parameters to set on the child */ public void addView(View child, int index, LayoutParams params) { if (DBG) { System.out.println(this