前言：

视频教程：黑马程序员Java设计模式详解，全网最全23种Java设计模式

什么是设计模式？

• 设计模式(Design Pattern)是前辈们对代码开发经验的总结，是一套用来提高代码可复用性、可维护性、可读性、稳健性以及安全性的解决方案。
• 1995年，GoF(Gang of Four,四人组)合作出版了《设计模式：可复用面向对象软件的基础》一书，共收录了23种设计模式，人称 【GoF设计模式】

设计模式分类	具体模式
创建型模式： 它的主要特点是“将对象的创建与使用分离”。这样可以降低系统的耦合度，使用者不需要关注对象的创建细节。	⌛单例模式、⌛工厂模式、⌛抽象工厂模式、⌛建造者模式、⌛原型模式
结构型模式: 结构型模式描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构。	⌛适配器模式、⌛桥接模式、⌛装饰模式、⌛代理模式、⌛外观模式、⌛组合模式、享元模式、
行为型模式: 这些设计模式特别关注对象之间的通信。	模板方法模、命令模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式、状态模式、策略模式、职责链模式、访问者模式

组合模式：

概述：

组合模式(Composite)：

将对象组合成树形结构以表示“部分-整体“的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象
的使用具有一致性.[DP]

引入：

对于上图的文件管理系统，是一种非常常见的树型结构：

• 在树形结构中可以通过调用某个方法来遍历整个树，当我们找到某个叶子节点后，就可以对叶子节点进行相关的操作。

可以将树型结构理解成一个大的容器，容器里面包含很多的成员对象，这些成员对象即可是容器对象也可以是叶子对象。

但是由于容器对象和叶子对象在功能上面的区别，使得我们在使用的过程中必须要区分容器对象和叶子对象，但是这样就会给客户带来不必要的麻烦，作为客户而已，它始终希望能够一致的对待容器对象和叶子对象。

定义：

组合模式又名”部分–整体模式“，是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。组合模式依据树形结构来组合对象，用来表示部分以及整体层次。

这种类型的设计模式属于结构型模式，它创建了对象组的树形结构。

结构：

组合模式主要包含三种角色：

• 抽象根节点（Component）：定义系统各层次对象的共有方法和属性，可以预先定义一些默认行为和属性。
• 树枝节点（Composite）：定义树枝节点的行为，存储子节点，组合树枝节点和叶子节点形成一个树形结构。
• 叶子节点（Leaf）：叶子节点对象，其下再无分支，是系统层次遍历的最小单位。

实例：

接下来就以菜单条目，一种非常典型的树型结构为例子，实现“组合模式”：

[如下图]一个菜单可以包含菜单项（菜单项是指不再包含其他内容的菜单条目），也可以包含带有其他菜单项的菜单。

我们的需求是针对一个菜单，打印出其包含的所有菜单以及菜单项的名称。

实例类图：

• 菜单组件：

  // 抽象根节点（Component）:菜单组件:定义 菜单单项/复合菜单 共有的属性
  public abstract class MenuComponent {
      //菜单组件名称：
      protected String name ;
      //菜单组件的层级：
      protected int level;
  
      //添加菜单：
      //可能会加 菜单单项/复合菜单：用父类统一
      public void add(MenuComponent menuComponent){
          //如果是菜单单项 则不可以新增 子菜单：
          throw new UnsupportedOperationException();
      }
      //移出菜单：
      public void remove(MenuComponent menuComponent){
          throw new UnsupportedOperationException();
      }
  
      //获取指定菜单：
      public MenuComponent getChild(int index){
          throw new UnsupportedOperationException();
      }
      //获取菜单或者菜单项的名称：提高代码复用性
      public String getName() {
          return name;
      }
      //打印打印菜单名称的方法（包含 菜单单项 和 复合菜单）
      public abstract void print();
  }
  

• 复合菜单：

  // 树枝节点（Composite）：复合菜单类：
  public class Menu extends MenuComponent {
      //定义菜单集合：
      private List<MenuComponent> menuComponentList =  new ArrayList<MenuComponent>();
      
      //定义菜单：
      public Menu(String name,int level){
          this.name = name;
          this.level = level;
      };
  
      @Override
      public void add(MenuComponent menuComponent) {
          menuComponentList.add(menuComponent);
      }
  
      @Override
      public void remove(MenuComponent menuComponent) {
          menuComponentList.remove(menuComponent);
      }
  
      @Override
      public MenuComponent getChild(int index) {
          return menuComponentList.get(index);
      }
  
      @Override
      public void print() {
          //打印层级：
          for (int i = 0; i < level; i++) {
              System.out.print("--");
          }
          System.out.println(name);
          for (MenuComponent menuComponent : menuComponentList) {
              menuComponent.print();
          }
      }
  }
  

• 菜单单项：

  //叶子节点：菜单单项
  public class MenuItem extends MenuComponent {
      public MenuItem(String name,int level){
          this.name = name;
          this.level = level;
      }
      @Override
      public void print() {
          //打印层级：
          for (int i = 0; i < level; i++) {
              System.out.print("--");
          }
          System.out.println(name);
      }
  }
  

• 输出结果：

  

小结：

组合模式类型：

• 透明方式

  Component 中声明所有用来管理子对象的方法，其中包括add,remove等（在MenuItem用不着的方法），这样实Component 接口的所有子类都具备了add和remove方法，只有需要用到的时候才需要重写：

  • 这样做的好处就是叶节点和枝节点对于外界没有区别，它们具备完全一致的行为接口。
  • 但问题也很明显：不够安全，因为叶子对象和容器对象在本质上是有区别的，叶子对象不可能有下一个层次的对象，即不可能包含成员对象，因此为其提供 add()、remove() 等方法是没有意义的，这在编译阶段不会出错，但在运行阶段如果调用这些方法可能会出错（如果没有提供相应的错误处理代码）。

• 安全方式

  Component 接口中不去声明Add和Remove 方法，那么子类的Leaf也就不需要去实现它，而是在Composite 声明所有用来管理子类对象的方法，这样做就不会出现刚才提到的问题。

  • 不过由于不够透明，因此客户端不能完全针对抽象编程，必须有区别地对待叶子构件和容器构件，所以树叶和树枝类将不具有相同的接口，客户端的调用需要做相应的判断，带来了一定不便。

优点：

• 组合模式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，它让客户端忽略了层次的差异，方便对整个层次结构进行控制。
• 客户端可以一致地使用一个组合结构或其中单个对象，不必关心处理的是单个对象还是整个组合结构，简化了客户端代码。
• 在组合模式中增加新的树枝节点和叶子节点都很方便，无须对现有类库进行任何修改，符合“开闭原则”。
• 组合模式为树形结构的面向对象实现提供了一种灵活的解决方案，通过叶子节点和树枝节点的递归组合，可以形成复杂的树形结构，但对树形结构的控制却非常简单。

应用案例：

1. 组合模式在源码中的应用

   在JDK以及MyBatis中都有涉及

   MyBatis中有一个SqlNode接口，下面很多一级标签:

   

   然后一级标签下面又有二级标签(这就是组合模式的体现)：

   

2. 组合模式在MyBatis源码中的应用

3. Java设计模式：23种设计模式全面解析（超级详细）以及在源码中的应用

   组合模式在源码中的应用, 比如HashMap, 点进去后可以看到: 抽象类是Map 接口, 叶子节点是 Node(也实现了 Map接口), 子节点是 HashMap(也实现了Map接口,并在HashMap中维护了一个存储方式 node的数组:Node<K,V>[] table),对应的UML类图如下: