设计模式之Composite(组合)

设计模式之Composite(组合)

板桥里人 http://www.jdon.com 2002/04/27（转载请保留）

模式实战书籍《Java实用系统开发指南》

Composite模式定义:将对象以树形结构组织起来,以达成“部分－整体” 的层次结构，使得客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性.

Composite比较容易理解，想到Composite就应该想到树形结构图。组合体内这些对象都有共同接口,当组合体一个对象的方法被调用执行时，Composite将遍历(Iterator)整个树形结构,寻找同样包含这个方法的对象并实现调用执行。可以用牵一动百来形容。

所以Composite模式使用到Iterator模式，和Chain of Responsibility模式类似。

Composite好处:1.使客户端调用简单，客户端可以一致的使用组合结构或其中单个对象，用户就不必关系自己处理的是单个对象还是整个组合结构，这就简化了客户端代码。2.更容易在组合体内加入对象部件. 客户端不必因为加入了新的对象部件而更改代码。

如何使用Composite?首先定义一个接口或抽象类，这是设计模式通用方式了，其他设计模式对接口内部定义限制不多，Composite却有个规定，那就是要在接口内部定义一个用于访问和管理Composite组合体的对象们（或称部件Component）.

下面的代码是以抽象类定义，一般尽量用接口interface,

public abstract class Equipment{　　private String name; 　　//实价　　public abstract double netPrice();　　//折扣价格　　public abstract double discountPrice();　　//增加部件方法　　　　public boolean add(Equipment equipment) { return false; }　　//删除部件方法　　public boolean remove(Equipment equipment) { return false; }　　//注意这里，这里就提供一种用于访问组合体类的部件方法。　　public Iterator iter() { return null; }　　　　public Equipment(final String name) { this.name=name; }}

抽象类Equipment就是Component定义，代表着组合体类的对象们,Equipment中定义几个共同的方法。

public class Disk extends Equipment{　　public Disk(String name) { super(name); }　　//定义Disk实价为1　　public double netPrice() { return 1.; }　　//定义了disk折扣价格是0.5 对折。　　public double discountPrice() { return .5; }}

Disk是组合体内的一个对象，或称一个部件，这个部件是个单独元素( Primitive)。还有一种可能是，一个部件也是一个组合体，就是说这个部件下面还有'儿子'，这是树形结构中通常的情况，应该比较容易理解。现在我们先要定义这个组合体：

abstract class CompositeEquipment extends Equipment{　　private int i=0; 　　//定义一个Vector 用来存放'儿子'　　private Lsit equipment=new ArrayList();　　public CompositeEquipment(String name) { super(name); }　　public boolean add(Equipment equipment) { 　　　　 this.equipment.add(equipment); 　　　　 return true; 　　 }　　public double netPrice() 　　{　　　　double netPrice=0.;　　　　Iterator iter=equipment.iterator();　　　　for(iter.hasNext())　　　　　　netPrice+=((Equipment)iter.next()).netPrice();　　　　return netPrice;　　}　　public double discountPrice() 　　{　　　　double discountPrice=0.;　　　　Iterator iter=equipment.iterator();　　　　for(iter.hasNext())　　　　　　discountPrice+=((Equipment)iter.next()).discountPrice();　　　　return discountPrice;　　}　　

　　//注意这里，这里就提供用于访问自己组合体内的部件方法。　　//上面dIsk 之所以没有，是因为Disk是个单独(Primitive)的元素.　　public Iterator iter()　　{　　　　return equipment.iterator() ;　　{　　//重载Iterator方法　　 public boolean hasNext() { return i<equipment.size(); }　　//重载Iterator方法　　 public Object next()　　 {　　　　if(hasNext())　　　　　　 return equipment.elementAt(i++);　　　　else 　　 　　 　 throw new NoSuchElementException();　　 }　　}

上面CompositeEquipment继承了Equipment,同时为自己里面的对象们提供了外部访问的方法,重载了Iterator,Iterator是Java的Collection的一个接口，是Iterator模式的实现.

我们再看看CompositeEquipment的两个具体类:盘盒Chassis和箱子Cabinet，箱子里面可以放很多东西，如底板，电源盒，硬盘盒等；盘盒里面可以放一些小设备，如硬盘 软驱等。无疑这两个都是属于组合体性质的。

public class Chassis extends CompositeEquipment{　　 public Chassis(String name) { super(name); }　　 public double netPrice() { return 1.+super.netPrice(); }　　 public double discountPrice() { return .5+super.discountPrice(); }}

public class Cabinet extends CompositeEquipment{　　 public Cabinet(String name) { super(name); }　　 public double netPrice() { return 1.+super.netPrice(); }　　 public double discountPrice() { return .5+super.discountPrice(); }}

至此我们完成了整个Composite模式的架构。

我们可以看看客户端调用Composote代码:Cabinet cabinet=new Cabinet("Tower");Chassis chassis=new Chassis("PC Chassis");//将PC Chassis装到Tower中 (将盘盒装到箱子里)cabinet.add(chassis);//将一个10GB的硬盘装到 PC Chassis (将硬盘装到盘盒里)chassis.add(new Disk("10 GB"));//调用 netPrice()方法;System.out.println("netPrice="+cabinet.netPrice());System.out.println("discountPrice="+cabinet.discountPrice());

上面调用的方法netPrice()或discountPrice()，实际上Composite使用Iterator遍历了整个树形结构,寻找同样包含这个方法的对象并实现调用执行.

Composite是个很巧妙体现智慧的模式，在实际应用中，如果碰到树形结构，我们就可以尝试是否可以使用这个模式。

以论坛为例，一个版(forum)中有很多帖子(message),这些帖子有原始贴，有对原始贴的回应贴，是个典型的树形结构，那么当然可以使用Composite模式，那么我们进入Jive中看看，是如何实现的.

Jive解剖在Jive中 ForumThread是ForumMessages的容器container(组合体).也就是说，ForumThread类似我们上例中的 CompositeEquipment.它和messages的关系如图：[thread]　　 |- [message]　　 |- [message]　　 　　 |- [message]　　 　　 |- [message]　　 　　 　　 |- [message]

我们在ForumThread看到如下代码：

public interface ForumThread {　　 .... 　　 public void addMessage(ForumMessage parentMessage, ForumMessage newMessage)　　 　　 　　 throws UnauthorizedException;

　　 public void deleteMessage(ForumMessage message)　　 　　 　　 throws UnauthorizedException;

　　　　 public Iterator messages();　　 　　 ....

}

类似CompositeEquipment, 提供用于访问自己组合体内的部件方法: 增加 删除 遍历.

结合我的其他模式中对Jive的分析，我们已经基本大体理解了Jive论坛体系的框架，如果你之前不理解设计模式，而直接去看Jive源代码，你肯定无法看懂。

参考文章：

Composite模式和树形结构的讨论