[设计模式] 浅谈组合模式

2024 年 4 月 29 日 星期一
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阅读此文章之前，你可能需要首先阅读以下的文章才能更好的理解上下文。

组合模式

模式功能说明：它可以让你将对象组合成树形结构，并且能像使用独立对象一样使用它们。

模式思路与原理

它在我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以向处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。

案例

// Component
abstract class Graphic {
    public abstract void print();
}

// Leaf
class Circle extends Graphic {
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("Circle");
    }
}

// Leaf
class Square extends Graphic {
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("Square");
    }
}

// Composite
class CompositeGraphic extends Graphic {
    private List<Graphic> graphics = new ArrayList<>();

    public void add(Graphic graphic) {
        graphics.add(graphic);
    }

    public void remove(Graphic graphic) {
        graphics.remove(graphic);
    }

    @Override
    public void print() {
        for (Graphic graphic : graphics) {
            graphic.print();  // Delegation
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Initialize four ellipses
        Circle circle1 = new Circle();
        Circle circle2 = new Circle();
        Circle circle3 = new Circle();
        Square square = new Square();

        // Initialize three composite graphics
        CompositeGraphic graphic = new CompositeGraphic();
        CompositeGraphic graphic1 = new CompositeGraphic();
        CompositeGraphic graphic2 = new CompositeGraphic();

        // Composes the graphics
        graphic1.add(circle1);
        graphic1.add(circle2);

        graphic2.add(circle3);
        graphic2.add(square);

        graphic.add(graphic1);
        graphic.add(graphic2);

        // Prints the complete graphic (four times the string "Ellipse").
        graphic.print();
    }
}

Graphic是组件，Circle和Square是叶子，CompositeGraphic是复合组件。我们可以看到，无论是叶子还是复合组件，它们都有共同的方法print()，这样我们就可以像使用独立对象一样使用它们。

优缺点

优点：

  1. 组合模式使得客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象，无须关心自己处理的是单个对象，还是组合对象，这简化了客户端代码；

  2. 更容易在组合体内加入新的对象，客户端不会因为加入了新的对象而更改源代码，满足“开闭原则”；

缺点：

  1. 设计较复杂，客户端需要花更多时间理清类之间的层次关系；

  2. 不容易限制容器中的构件；

  3. 不容易用继承的方法来增加构件的新功能；

总结

组合模式的实现原则是“单一职责原则”，即一个类应该只有一个引起变化的原因。 当想表示对象的部分-整体层次结构，或希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象。则可以使用该模式。

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