大話設計模式學習筆記（19）——組合模式

源碼git地址 https://github.com/dlovetco/designMode

問題提出

要求用代碼模擬出一個樹的生長（由根部慢慢往上產生樹枝，再產生樹葉）。根可以產生樹枝和樹葉；樹枝可以長出樹葉；樹葉就不能再繼續生長。

組合模式

將對象組合成樹形結構以表示部分-整體的層次結構。組合模式使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。

package compositemode;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class CompositeMode {
    public static void main(String[] args) {
        Root branch1 = new Branch("branch1");
        Root branch2 = new Branch("branch2");
        Root leaf1 = new Leaf("leaf1");
        Root leaf2 = new Branch("leaf2");
        branch1.grow(branch2);
        branch2.grow(leaf1);
        branch2.grow(leaf2);
        branch1.display(1);
    }
}

interface Root {
    void grow(Root root);

    void cut(Root root);

    void display(int num);
}

class Branch implements Root {

    private String name;

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

    //每個枝條都可以看做是一個根
    private List<Root> rootList = new ArrayList<>();

    @Override
    public void grow(Root root) {
        rootList.add(root);
    }

    @Override
    public void cut(Root root) {
        rootList.remove(root);
    }

    @Override
    public void display(int num) {
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            System.out.print("-");
        }
        System.out.println(name);
        for (Root root : rootList) {
            root.display(num + 2);
        }
    }
}

class Leaf implements Root {

    private String name;

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

    @Override
    public void grow(Root root) {
        System.out.println("長不了東西");
    }

    @Override
    public void cut(Root root) {
        System.out.println("砍不了東西");
    }

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

輸出：
-branch1
—branch2
—–leaf1
—–leaf2

要注意的幾點：
1. 雖然葉子節點沒有grow()和cut()方法，但是我依然選擇在接口中定義。這樣的好處是在使用root的實現類的時候不需要判斷是不是leaf，因爲每個類都實現了grow和cut方法；如果不在接口中定義，只在branch中作爲私有方法，客戶端調用就要做相應的判斷，帶來了許多不便。
2. 組合模式特別的一點是，他比較像數據結構裏面的多叉樹（題目也是樹）。最精髓的設計特點在於子類保存了父接口的集合引用，而且每個方法的參數都是父接口。這裏就是裏式替換原則好處的體現。可以在自己的方法中傳入自己，也可以傳入與自己的的平行類。

組合模式的優點
1. 基本對象如Branch可以通過組合變成更加複雜的對象，而這個組合對象又可以被組合，這樣不斷遞歸下去，在客戶端代碼中任何用到基本對象的地方都可以使用組合對象了。
2. 此外，對於客戶端而言，使用基本對象和組合對象的方法都是一樣的。

plantuml

@startuml
interface Root{
{abstract}grow(Root root)
{abstract}cut(Root root)
{abstract}display(int num)
}
Root <|.. Branch
Root <..* Branch
class Branch{
List<Root> rootList
grow(Root root)
cut(Root root)
display(int num)
}
Root <|.. Leaf
class Leaf{
grow(Root root)
cut(Root root)
display(int num)
}
@enduml