設計模式系列：搞懂組合模式，單物件與組合物件對外統一介面-有解無憂

組合模式的定義：又叫作整體-部分（Part-Whole）模式，通過將單個物件（葉節點）和組合物件用相同的介面表示，使客戶端對單個物件和組合物件的訪問具有一致性，它是一種將物件組合成樹狀的層次結構的模式，屬于結構型設計模式，

組合模式一般用來描述整體與部分的關系，它將物件組合到樹狀結構，頂層的節點被稱為根節點，最末級的節點成為葉節點，中間的節點成為樹枝節點，樹形結構如下圖，

由上圖可以看出，根節點和樹枝節點本質上屬于同一種資料型別，可以作為容器使用；而葉節點與樹枝節點在語意上不屬于同一種型別，但是在組合模式中，我們會把樹枝節點和葉節點看作同一種資料型別（用統一介面定義），讓它們具備一致行為，這樣，在組合模式中，整個樹形結構中的物件都屬于同一種型別，客戶端不需要辨別是樹枝節點還是葉子節點，可以直接進行操作，給客戶端的使用帶來極大的便利，

組合模式的結構：組合模式包含以下3個角色，

抽象根節點（Component）：為葉節點和樹枝節點宣告公共介面，并實作它們的默認行為，
樹葉節點（Leaf）：組合中的葉節點物件，它沒有子節點，是樹狀結構的最末級，
樹枝節點（Composite）：組合中的分支節點物件，它有子節點，主要作用是存盤和管理子節點，

組合模式的實作：組合模式分為透明式組合模式和安全式組合模式，我們以公司組織架構為例，分別用透明式組合模式和安全式組合模式實作，

某公司組織架構如下圖，公司包括銷售部、研發部和財務部，銷售部和財務部下又分為A組和B組，

透明組合模式的實作：

在透明組合模式中，抽象根節點宣告了所有子類中的全部方法，客戶端無須區別葉節點和樹枝節點，它們具備一致的介面，對客戶端來說是透明的，但其缺點是：葉節點本來沒有增加 Add()、洗掉Remove() 及獲取子節點GetChild() 的方法，卻要實作它們（空實作或拋出例外），這樣會帶來一些安全性問題，

//抽象根節點
public interface DeptComponent {
    void add(DeptComponent deptComponent);

    void remove(DeptComponent deptComponent);

    List<DeptComponent> getChildren();

    void getName();
}

//葉節點
public class LeafDept implements DeptComponent {
    private String name;

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

    @Override
    public void add(DeptComponent deptComponent) { }

    @Override
    public void remove(DeptComponent deptComponent) { }

    @Override
    public List<DeptComponent> getChildren() {
        return null;
    }

    @Override
    public void getName() {
        System.out.println(name+"前來報到！");
    }
}

//樹枝節點
public class CompositeDept implements DeptComponent{
    private List<DeptComponent> children = new ArrayList<>();
    private String name;

    CompositeDept(String name){
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void add(DeptComponent deptComponent) {
        children.add(deptComponent);
    }

    @Override
    public void remove(DeptComponent deptComponent) {
        children.remove(deptComponent);
    }

    @Override
    public List<DeptComponent> getChildren() {
        return children;
    }

    @Override
    public void getName() {
        System.out.println(name+"前來報到！");
    }
}

//測驗類
public class CompositeTest {
    public static void main(String[] args) {
        DeptComponent company = new CompositeDept("某公司");
        DeptComponent saleDept = new CompositeDept("銷售部");
        DeptComponent developmentDept = new CompositeDept("研發部");
        DeptComponent financeDept = new CompositeDept("財務部");

        DeptComponent saleA = new LeafDept("銷售部A組");
        DeptComponent saleB = new LeafDept("銷售部B組");
        DeptComponent developmentA = new LeafDept("研發部A組");
        DeptComponent developmentB = new LeafDept("研發部B組");

        developmentDept.add(developmentA);
        developmentDept.add(developmentB);
        saleDept.add(saleA);
        saleDept.add(saleB);

        company.add(saleDept);
        company.add(developmentDept);
        company.add(financeDept);

        List<DeptComponent> children = company.getChildren();
        children.stream().forEach(deptComponent -> {
            deptComponent.getName();
            deptComponent.getChildren().stream().forEach(deptComponent1 -> deptComponent1.getName());
        });
    }
}

透明組合模式的結構圖：

安全組合模式的實作：

在安全組合模式中，將管理葉節點的方法移到樹枝節點中，抽象根節點和葉節點沒有對子物件的管理方法，避免了透明組合模式的安全性問題，但由于葉節點和樹枝節點有不同的介面，客戶端在呼叫時要知道葉節點和樹枝節點的存在，所以失去了透明性，

//抽象根節點
public interface DeptComponent {
    void getName();
}

//葉節點
public class LeafDept implements DeptComponent {
    private String name;

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

    @Override
    public void getName() {
        System.out.println(name+"前來報到！");
    }
}

//樹枝節點
public class CompositeDept implements DeptComponent{
    private List<DeptComponent> children = new ArrayList<>();
    private String name;

    CompositeDept(String name){
        this.name = name;
    }

    public void add(DeptComponent deptComponent) {
        children.add(deptComponent);
    }

    public void remove(DeptComponent deptComponent) {
        children.remove(deptComponent);
    }

    public List<DeptComponent> getChildren() {
        return children;
    }

    @Override
    public void getName() {
        System.out.println(name+"前來報到！");
    }
}

//測驗類
public class CompositeTest {
    public static void main(String[] args) {
        CompositeDept company = new CompositeDept("某公司");
        CompositeDept saleDept = new CompositeDept("銷售部");
        CompositeDept developmentDept = new CompositeDept("研發部");
        CompositeDept financeDept = new CompositeDept("財務部");

        DeptComponent saleA = new LeafDept("銷售部A組");
        DeptComponent saleB = new LeafDept("銷售部B組");
        DeptComponent developmentA = new LeafDept("研發部A組");
        DeptComponent developmentB = new LeafDept("研發部B組");

        developmentDept.add(developmentA);
        developmentDept.add(developmentB);
        saleDept.add(saleA);
        saleDept.add(saleB);

        company.add(saleDept);
        company.add(developmentDept);
        company.add(financeDept);

        List<DeptComponent> children = company.getChildren();
        children.stream().forEach(deptComponent -> {
            deptComponent.getName();
            if(deptComponent instanceof CompositeDept){
                CompositeDept compositeDept = (CompositeDept) deptComponent;
                compositeDept.getChildren().stream().forEach(deptComponent1 -> deptComponent1.getName());
            }
        });
    }
}

安全組合模式的結構圖：

組合模式的優點：

組合模式使客戶端處理單個物件和組合物件邏輯一致，這簡化了客戶端代碼；
更容易在組合體內加入新的物件，滿足“開閉原則”；

組合模式的缺點：

設計較復雜，客戶端需要花更多時間理清類之間的層次關系；
不容易限制容器中的構件；
不容易用繼承的方法來增加構件的新功能；

組合模式的使用場景：

在需要表示一個物件整體與部分的層次結構的場合，
要求對客戶端隱藏組合物件與單個物件的差異，使客戶端可以用統一的介面使用組合結構中的所有物件的場合，

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