15.2　解 决 方 案

15.2.1　使用组合模式来解决问题

用来解决上述问题的一个合理的解决方案就是组合模式。那么什么是组合模式呢？

1．组合模式的定义

将对象组合成树型结构以表示“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。

2．应用组合模式来解决问题的思路

仔细分析上面不用模式的例子，要区分组合对象和叶子对象的根本原因，就在于没有把组合对象和叶子对象统一起来。也就是说，组合对象类型和叶子对象类型是完全不同的类型，这导致了操作的时候必须区分它们。

组合模式通过引入一个抽象的组件对象，作为组合对象和叶子对象的父对象，这样就把组合对象和叶子对象统一起来了，用户使用的时候，始终是在操作组件对象，而不再去区分是在操作组合对象还是叶子对象。

提示

组合模式的关键就在于这个抽象类，这个抽象类既可以代表叶子对象，也可以代表组合对象，这样用户在操作的时候，对单个对象和组合对象的使用就具有了一致性。

15.2.2　组合模式的结构和说明

组合模式的结构如图15.1所示。

图15.1　组合模式结构示意图

■　Component：抽象的组件对象，为组合中的对象声明接口，让客户端可以通过这个接口来访问和管理整个对象结构，可以在里面为定义的功能提供缺省的实现。

■　Leaf：叶子节点对象，定义和实现叶子对象的行为，不再包含其他的子节点对象。

■　Composite：组合对象，通常会存储子组件，定义包含子组件的那些组件的行为，并实现在组件接口中定义的与子组件有关的操作。

■　Client：客户端，通过组件接口来操作组合结构里面的组件对象。

一种典型的Composite对象结构通常是如图15.2所示的树型结构，一个Composite对象可以包含多个叶子对象和其他的Composite对象。虽然图15.2看起来好像有些对称，但那只是为了让图看起来美观一点，并不是说Composite组合的对象结构就是这样对称的，这点要提前说明一下。

图15.2　典型的Composite对象结构

15.2.3　组合模式示例代码

（1）先来看看组件对象的定义。示例代码如下：

（2）接下来看看Composite对象的定义。示例代码如下：

（3）该来看看叶子对象的定义了。相对而言比较简单。示例代码如下：

（4）对于Client，就是使用Component接口来操作组合对象结构，由于使用方式千差万别，这里仅仅提供一个示范性质的使用，顺便当作测试代码使用。示例代码如下：

15.2.4　使用组合模式重写示例

理解了组合模式的定义、结构和示例代码，对组合模式应该有一定的掌握了吧。下面就使用组合模式来重写前面不用模式的示例，看看用组合模式来实现会是什么样子，和不用模式有什么相同和不同之处。

为了整体理解和把握整个示例，先来看看示例的整体结构，如图15.3所示。

图15.3　使用组合模式实现示例的结构示意图

（1）为组合对象和叶子对象添加一个抽象的父对象做为组件对象。在组件对象中，定义一个输出组件本身名称的方法以实现要求的功能。示例代码如下：

（2）来看看叶子对象的实现，它的变化比较少，只是让叶子对象继承了组件对象，其他的和不用模式相比，没有什么变化。

示例代码如下：

（3）接下来看看组合对象的实现，这个对象变化就比较多，大致有如下的改变。

■　新的Composite对象需要继承组件对象。

■　原来用来记录包含其他组合对象的集合和包含其他叶子对象的集合，被合并成为一个，就是统一的包含其他子组件对象的集合。使用组合模式来实现，不再需要区分到底是组合对象还是叶子对象了。

■　原来的addComposite和addLeaf方法，可以不需要了，将其合并实现成组件对象中定义的addChild方法，但是需要现在的Composite来实现这个方法。使用组合模式来实现，不再需要区分到底是组合对象还是叶子对象了。

■　原来的printStruct方法的实现，完全要按照现在的方式来写，变化较大。

具体的示例代码如下：

（4）客户端也有变化。客户端不再需要区分组合对象和叶子对象了，统一使用组件对象，调用的方法也都要改变成组件对象定义的方法。示例代码如下：

从上面的示例，大家可以看出，通过使用组合模式，把一个“部分—整体”的层次结构表示成了对象树的结构。这样一来，客户端就无需再区分操作的是组合对象还是叶子对象了；对于客户端而言，操作的都是组件对象。