組合模式介紹

組合模式（Composite Pattern）也稱為部分整體模式（Part-Whole Pattern）,是結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式之一酱固，它將一組相似的對象看做一個對象處理，并根據(jù)一個樹狀結(jié)構(gòu)來組合對象隅俘，然后提供統(tǒng)一的方法去訪問相應(yīng)的對象曼玩，以此忽略掉對象與對象之間的差別烘贴。

組合模式的定義

將對象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示 “部分-整體” 的層次結(jié)構(gòu)羡儿，使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性事示。

組合模式的使用場景

表示部分早像、整體層次結(jié)構(gòu)時，如樹形菜單肖爵，文件卢鹦、文件夾的管理。

組合模式的 UML 類圖

角色介紹：

• Component：抽象根節(jié)點劝堪，定義系統(tǒng)各層次對象的共有方法和屬性冀自，可以預(yù)先定義一些默認(rèn)行為和屬性揉稚。
• Composite：樹枝節(jié)點，定義樹枝節(jié)點的行為熬粗，存儲子節(jié)點搀玖，組合樹枝節(jié)點和葉子節(jié)點形成一個樹形結(jié)構(gòu)；
• Leaf：葉子節(jié)點驻呐，葉子節(jié)點對象灌诅，其下再無節(jié)點，是系統(tǒng)層次遍歷的最小單位含末。

組合模式 在代碼具體實現(xiàn)上猜拾，有兩種不同的方式：

1. 透明組合模式：把組合（樹節(jié)點）使用的方法放到統(tǒng)一行為（Component）中，讓不同層次（樹節(jié)點答渔，葉子節(jié)點）的結(jié)構(gòu)都具備一致行為关带；其 UML 類圖如下所示：
   
   透明組合模式
   
   把所有公共方法都定義在 Component 中，這樣做的好處是客戶端無需分辨是葉子節(jié)點（Leaf）和樹枝節(jié)點（Composite）沼撕，它們具備完全一致的接口宋雏；缺點是葉子節(jié)點（Leaf）會繼承得到一些它所不需要（管理子類操作的方法）的方法，這與設(shè)計模式接口隔離原則相違背务豺。
2. 安全組合模式：統(tǒng)一行為（Component）只規(guī)定系統(tǒng)各個層次的最基礎(chǔ)的一致行為磨总，而把組合（樹節(jié)點）本身的方法（管理子類對象的添加，刪除等）放到自身當(dāng)中笼沥；其 UML 類圖如下所示：
   
   安全組合模式
   
   把系統(tǒng)各層次公有的行為定義在 Component 中蚪燕，把組合（樹節(jié)點）特有的行為（管理子類增加，刪除等）放到自身（Composite）中奔浅。這樣做的好處是接口定義職責(zé)清晰馆纳，符合設(shè)計模式 單一職責(zé)原則 和 接口隔離原則；缺點是客戶需要區(qū)分樹枝節(jié)點（Composite）和葉子節(jié)點（Leaf）汹桦，這樣才能正確處理各個層次的操作鲁驶，客戶端無法依賴抽象（Component），違背了設(shè)計模式 依賴倒置原則舞骆。

組合模式的實現(xiàn)

這里以文件管理器中的文件和文件夾的層級結(jié)構(gòu)為例

透明組合模式

抽象根節(jié)點 Component

public abstract class Dir {
    private String name;

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

    public abstract void addDir(Dir dir);

    public abstract void removeDir(Dir dir);
    // 打印目錄結(jié)構(gòu)
    public abstract void print(int depth);

    public String getName() {
        return name;
    }
}

樹枝節(jié)點 Composite
對應(yīng)的就是文件夾

public class Folder extends Dir {
    private List<Dir> dirs = new ArrayList<>();

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

    @Override
    public void addDir(Dir dir) {
        dirs.add(dir);
    }

    @Override
    public void removeDir(Dir dir) {
        dirs.remove(dir);
    }

    @Override
    public void print(int depth) {
        for (int i = 0; i < depth; i++) {
            System.out.print("--");
        }
        System.out.println(getName());
        for (Dir dir : dirs) {
            dir.print(depth + 1);
        }
    }
}

葉子節(jié)點 Leaf
也就是文件類

public class File extends Dir {
    public File(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void addDir(Dir dir) {
        throw new UnsupportedOperationException("文件對象不支持該操作");
    }

    @Override
    public void removeDir(Dir dir) {
        throw new UnsupportedOperationException("文件對象不支持該操作");
    }

    @Override
    public void print(int depth) {
        for (int i = 0; i < depth; i++) {
            System.out.print("--");
        }
        System.out.println(getName());
    }

}

文件類不包含添加和刪除的操作钥弯，故拋出異常，這里就違背了接口隔離原則督禽。
客戶端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Dir root = new Folder("/");
        Dir file = new File("root.txt");
        root.addDir(file);
        root.removeDir(file);

        Dir folder1 = new Folder("home");
        Dir file1 = new File("home.txt");
        folder1.addDir(file1);

        Dir folder2 = new Folder("etc");
        Dir file2 = new File("etc.conf");
        folder2.addDir(file2);

        root.addDir(folder1);
        root.addDir(folder2);

        root.print(0);
    }
}

客戶端聲明類型均采用抽象類型脆霎，符合依賴倒置原則。
輸出結(jié)果：

/
--home
----home.txt
--etc
----etc.conf

安全組合模式

將添加狈惫，刪除操作只存在樹枝節(jié)點中睛蛛，就變?yōu)榘踩M合模式。葉子節(jié)點就無需重寫自己不需要的方法，符合接口隔離原則玖院，此時客戶端要創(chuàng)建樹枝節(jié)點菠红，只能聲明為 Folder 類型，違背了依賴導(dǎo)致原則难菌。

問：透明組合模式 和 安全組合模式 都有各自的優(yōu)點和缺點，那么我們應(yīng)該優(yōu)先選擇哪一種呢蔑滓？

答：既然組合模式會被分為兩種實現(xiàn)郊酒，那么肯定是不同的場合某一種會更加適合，也即具體情況具體分析键袱。透明組合模式 將公共接口封裝到抽象根節(jié)點（Component）中燎窘，那么系統(tǒng)所有節(jié)點就具備一致行為，所以如果當(dāng)系統(tǒng)絕大多數(shù)層次具備相同的公共行為時蹄咖，采用 透明組合模式 也許會更好（代價：為剩下少數(shù)層次節(jié)點引入不需要的方法）褐健；而如果當(dāng)系統(tǒng)各個層次差異性行為較多或者樹節(jié)點層次相對穩(wěn)定（健壯）時，采用 安全組合模式澜汤。

總結(jié)

優(yōu)點
1.可以清晰地定義分層次的復(fù)雜對象蚜迅。
2.增加節(jié)點方便。
缺點
1.透明組合模式 和 安全組合模式俊抵，各自優(yōu)缺點比較明顯谁不，需要根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。

Android 源碼中組合模式

Android 源碼中有一個非常經(jīng)典的組合模式實現(xiàn)徽诲，那就是 View 和 ViewGroup 的組合刹帕，如下圖。

為什么 ViewGroup 有容器的功能

ViewGroup 是繼承自 View 類的。

public abstract class ViewGroup extends View implements ViewParent, ViewManager {
    ...
}

ViewGroup 與 View 差別就在于 ViewGroup 實現(xiàn)了 ViewParent 和 ViewManager接口硫麻。
ViewManager 定義了 addView爸邢、removeView 等對子視圖操作的方法

public interface ViewManager
{
    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params);
    public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params);
    public void removeView(View view);
}

而 ViewParent 則定義了刷新容器的接口 requestLayout 和其他一些焦點事件處理的接口

public interface ViewParent {
  // 請求重新布局
  public void requestLayout();
  // 獲取父 View(不是父類)
  public ViewParent getParent();
  // 請求子視圖的焦點
  public void requestChildFocus(View child, View focused);
  ...
}

ViewGroup 實現(xiàn)的這兩個接口與 View 不一樣，還有重要一點就是 ViewGroup 是抽象類拿愧，其將 View 中的 onLayout 方法重置為抽象方法杠河，也就是容器子類必須實現(xiàn)，View 中該方法是空實現(xiàn)，因為對應(yīng)一個普通 View 來說該方法沒有什么實現(xiàn)價值券敌。View 測繪流程的 onMeasure 和 onDraw 在 ViewGroup 都沒有重寫唾戚，對于 onMeasure 方法，在ViewGroup 中增加了測量子View的方法待诅，如 measureChildren叹坦；而對于 onDraw 方法，ViewGroup 中定義了 dispatchDraw 方法來調(diào)用每一個子 View 的 onDraw 方法卑雁。由此可見募书，ViewGroup 就是一個容器，只負(fù)責(zé)對子元素的操作测蹲，而非具體的個體行為莹捡。