Design Pattern: Composite 模式

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）.

如果以绘图为例的话，一个文字是一个绘图元件，一个线段是一个绘图元件，而一个长方形也是一个绘图元件，这些绘图元件可以组成一个图片，如果将这个图片也视作一个绘图元件，则这么递回绘图下去，就可以组合成一个较大的、复杂的图形元件，这样的目的可以使用Composite模式来解决。

对于使用者而言，无论是文字、线段或长方形，甚至是组合后的图片元件，它们都拥有一个共同的行为，使用者基本上并不会感觉出它们之间的操作有任何的不同，您可以拖曳、放大、缩小等等，这些行为都是一致的。

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.