定義:也叫合成模式,或者部分-整體模式,主要是用來(lái)描述部分與整體的關(guān)系,定義,將對(duì)象組合成樹(shù)形結(jié)構(gòu)以表示“部分-整體”的層次結(jié)構(gòu),使得用戶(hù)對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的使用具有一致性。
類(lèi)圖:

角色說(shuō)明:
Componnent抽象構(gòu)件角色:定義參加組合對(duì)象的共有方法和屬性,可以定義一些默認(rèn)的行為或?qū)傩浴?br />
Leaf葉子構(gòu)件:葉子對(duì)象,其下再也沒(méi)有其他的分支,也就是遍歷的最小單位。
Composite樹(shù)枝構(gòu)件:樹(shù)枝對(duì)象,它的作用是組合樹(shù)枝節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)樹(shù)形結(jié)構(gòu)。
實(shí)例:
聽(tīng)說(shuō)你們公司最近新推出了一款電子書(shū)閱讀應(yīng)用,市場(chǎng)反應(yīng)很不錯(cuò),應(yīng)用里還有圖書(shū)商城,用戶(hù)可以在其中隨意選購(gòu)自己喜歡的書(shū)籍。你們公司也是對(duì)此項(xiàng)目高度重視,加大了投入力度,決定給此應(yīng)用再增加點(diǎn)功能。
好吧,你也知道你是逃不過(guò)此劫了,沒(méi)過(guò)多久你的leader就找到了你。他告訴你目前的應(yīng)用對(duì)每本書(shū)的瀏覽量和銷(xiāo)售量做了統(tǒng)計(jì),但現(xiàn)在想增加對(duì)每個(gè)書(shū)籍分類(lèi)的瀏覽量和銷(xiāo)售量以及所有書(shū)籍總的瀏覽量和銷(xiāo)售量做統(tǒng)計(jì)的功能,希望你可以來(lái)完成這項(xiàng)功能。
領(lǐng)導(dǎo)安排的工作當(dāng)然是推脫不掉的,你只能硬著頭皮上了,不過(guò)好在這個(gè)功能看起來(lái)也不怎么復(fù)雜。
你比較喜歡看小說(shuō),那么就從小說(shuō)類(lèi)的統(tǒng)計(jì)功能開(kāi)始做起吧。首先通過(guò)get_all_novels方法可以獲取到所有的小說(shuō)名,然后將小說(shuō)名傳入get_browse_count方法可以得到該書(shū)的瀏覽量,將小說(shuō)名傳入get_sale_count方法可以得到該書(shū)的銷(xiāo)售量。你目前只有這幾個(gè)已知的API可以使用,那么開(kāi)始動(dòng)手吧!
def get_novels_browse_count
browse_count = 0
all_novels = get_all_novels()
all_novels.each do |novel|
browse_count += get_browse_count(novel)
end
browse_count
end
def get_novels_sale_count
sale_count = 0
all_novels = get_all_novels()
all_novels.each do |novel|
sale_count += get_browse_count(novel)
end
sale_count
end
很快你就寫(xiě)下了以上兩個(gè)方法,這兩個(gè)方法都是通過(guò)獲取到所有的小說(shuō)名,然后一一計(jì)算每本小說(shuō)的瀏覽量和銷(xiāo)售量,最后將結(jié)果相加得到總量。
小說(shuō)類(lèi)的統(tǒng)計(jì)就完成了,然后你開(kāi)始做計(jì)算機(jī)類(lèi)書(shū)籍的統(tǒng)計(jì)功能,代碼如下所示:
def get_computer_books_browse_count
browse_count = 0
all_computer_books = get_all_computer_books()
all_computer_books.each do |computer_book|
browse_count += get_browse_count(computer_book)
end
browse_count
end
def get_computer_books_sale_count
sale_count = 0
all_computer_books = get_all_computer_books()
all_computer_books.each do |computer_book|
sale_count += get_browse_count(computer_book)
end
sale_count
end
除了使用了get_all_computer_books方法獲取到所有的計(jì)算機(jī)類(lèi)書(shū)名,其它的代碼基本和小說(shuō)統(tǒng)計(jì)中的是一樣的。
現(xiàn)在你才完成了兩類(lèi)書(shū)籍的統(tǒng)計(jì)功能,后面還有醫(yī)學(xué)類(lèi)、自然類(lèi)、歷史類(lèi)、法律類(lèi)、政治類(lèi)、哲學(xué)類(lèi)、旅游類(lèi)、美食類(lèi)等等等等書(shū)籍。你突然意識(shí)到了一些問(wèn)題的嚴(yán)重性,工作量大倒還不算什么,但再這么寫(xiě)下去,你的方法就要爆炸了,這么多的方法讓人看都看不過(guò)來(lái),別提怎么使用了。
這個(gè)時(shí)候你只好向你的leader求助了,跟他說(shuō)明了你的困惑。只見(jiàn)你的leader思考了片刻,然后自信地告訴你,使用組合模式不僅可以輕松消除你的困惑,還能出色地完成功能。
他立刻向你秀起了編碼操作,首先定義一個(gè)Statistics類(lèi),里面有兩個(gè)方法:
class Statistics
def get_browse_count
raise "You should override this method in subclass."
end
def get_sale_count
raise "You should override this method in subclass."
end
end
這兩個(gè)方法都是簡(jiǎn)單地拋出一個(gè)異常,因?yàn)樾枰谧宇?lèi)中重寫(xiě)這兩個(gè)方法。
然后定義一個(gè)用于統(tǒng)計(jì)小說(shuō)類(lèi)書(shū)籍的NovelStatistics類(lèi),繼承剛剛定義的Statistics類(lèi),并重寫(xiě)Statistics中的兩個(gè)方法:
class NovelStatistics Statistics
def get_browse_count
browse_count = 0
all_novels = get_all_novels()
all_novels.each do |novel|
browse_count += get_browse_count(novel)
end
browse_count
end
def get_sale_count
sale_count = 0
all_novels = get_all_novels()
all_novels.each do |novel|
sale_count += get_browse_count(novel)
end
sale_count
end
end
在這兩個(gè)方法中分別統(tǒng)計(jì)了小說(shuō)類(lèi)書(shū)籍的瀏覽量和銷(xiāo)售量。那么同樣的方法,你的leader又定義了一個(gè)ComputerBookStatistics類(lèi)用于統(tǒng)計(jì)計(jì)算機(jī)類(lèi)書(shū)籍的瀏覽量和銷(xiāo)售量:
class ComputerBookStatistics Statistics
def get_browse_count
browse_count = 0
all_computer_books = get_all_computer_books()
all_computer_books.each do |computer_book|
browse_count += get_browse_count(computer_book)
end
browse_count
end
def get_sale_count
sale_count = 0
all_computer_books = get_all_computer_books()
all_computer_books.each do |computer_book|
sale_count += get_browse_count(computer_book)
end
sale_count
end
end
這樣將具體的統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)分散在各個(gè)類(lèi)中,就不會(huì)再出現(xiàn)你剛剛那種方法爆炸的情況了。不過(guò)這還沒(méi)開(kāi)始真正使用組合模式呢,好戲還在后頭,你的leader吹噓道。
再定義一個(gè)MedicalBookStatistics類(lèi)繼承Statistics,用于統(tǒng)計(jì)醫(yī)學(xué)類(lèi)書(shū)籍的瀏覽量和銷(xiāo)售量,代碼如下如示:
class MedicalBookStatistics Statistics
def get_browse_count
browse_count = 0
all_medical_books = get_all_medical_books()
all_medical_books.each do |medical_book|
browse_count += get_browse_count(medical_book)
end
browse_count
end
def get_sale_count
sale_count = 0
all_medical_books = get_all_medical_books()
all_medical_books.each do |medical_book|
sale_count += get_browse_count(medical_book)
end
sale_count
end
end
不知道你發(fā)現(xiàn)了沒(méi)有,計(jì)算機(jī)類(lèi)書(shū)籍和醫(yī)學(xué)類(lèi)書(shū)籍其實(shí)都算是科技類(lèi)書(shū)籍,它們是可以組合在一起的。這個(gè)時(shí)候你的leader定義了一個(gè)TechnicalStatistics類(lèi)用于對(duì)科技這一組合類(lèi)書(shū)籍進(jìn)行統(tǒng)計(jì):
class TechnicalStatistics Statistics
def initialize
@statistics = []
@statistics ComputerBookStatistics.new
@statistics MedicalBookStatistics.new
end
def get_browse_count
browse_count = 0
@statistics.each do |s|
browse_count += s.get_browse_count
end
browse_count
end
def get_sale_count
sale_count = 0
@statistics.each do |s|
sale_count += s.get_sale_count
end
sale_count
end
end
可以看到,由于這個(gè)類(lèi)是組合類(lèi),和前面幾個(gè)類(lèi)還是有不少區(qū)別的。首先TechnicalStatistics中有一個(gè)構(gòu)造函數(shù),在構(gòu)造函數(shù)中將計(jì)算機(jī)類(lèi)書(shū)籍和醫(yī)學(xué)類(lèi)書(shū)籍作為子分類(lèi)添加到statistics數(shù)組當(dāng)中,然后分別在get_browse_count和get_sale_count方法中遍歷所有的子分類(lèi),計(jì)算出它們各自的瀏覽量和銷(xiāo)售量,然后相加得到總額返回。
組合模式的擴(kuò)展性非常好,沒(méi)有各種條條框框,想怎么組合就怎么組合,比如所有書(shū)籍就是由各個(gè)分類(lèi)組合而來(lái)的,你的leader馬上又向你炫耀了統(tǒng)計(jì)所有書(shū)籍的瀏覽量和銷(xiāo)售量的辦法。
定義一個(gè)AllStatistics類(lèi)繼承Statistics,具體代碼如下所示:
class AllStatistics Statistics
def initialize
@statistics = []
@statistics NovelStatistics.new
@statistics TechnicalStatistics.new
end
def get_browse_count
browse_count = 0
@statistics.each do |s|
browse_count += s.get_browse_count
end
browse_count
end
def get_sale_count
sale_count = 0
@statistics.each do |s|
sale_count += s.get_sale_count
end
sale_count
end
end
在AllStatistics的構(gòu)造函數(shù)中將小說(shuō)類(lèi)書(shū)籍和科技類(lèi)書(shū)籍作為子分類(lèi)添加到了statistics數(shù)組當(dāng)中,目前你也就只寫(xiě)好了這幾個(gè)分類(lèi)。然后使用同樣的方法在get_browse_count和get_sale_count方法中統(tǒng)計(jì)出所有書(shū)籍的瀏覽量和銷(xiāo)售量。
當(dāng)前組合結(jié)構(gòu)的示意圖如下:

現(xiàn)在你就可以非常方便的得到任何分類(lèi)書(shū)籍的瀏覽量和銷(xiāo)售量了,比如說(shuō)獲取科技類(lèi)書(shū)籍的瀏覽量,你只需要調(diào)用:
TechnicalStatistics.new.get_browse_count
而獲取所有書(shū)籍的總銷(xiāo)量,你只需要調(diào)用:
AllStatistics.new.get_sale_count
當(dāng)然你后面還可以對(duì)這個(gè)組合結(jié)構(gòu)隨意地改變,添加各種子分類(lèi)書(shū)籍,而且子分類(lèi)的層次結(jié)構(gòu)可以任意深,正如前面所說(shuō),組合模式的擴(kuò)展性非常好。
你的leader告訴你,目前他寫(xiě)的這份代碼重復(fù)度比較高,其實(shí)還可以好好優(yōu)化一下的,把冗余代碼都去除掉。當(dāng)然這個(gè)任務(wù)就交給你來(lái)做了,你的leader可是大忙人,早就一溜煙跑開(kāi)了。
總結(jié)
組合模式的優(yōu)點(diǎn):
能夠靈活的組合局部對(duì)象和整體對(duì)象之間的關(guān)心,對(duì)客戶(hù)端來(lái)說(shuō),局部對(duì)象和整體對(duì)象的調(diào)用沒(méi)有差別,使調(diào)用簡(jiǎn)單。
組合模式的缺點(diǎn):
1.組合操作的成本很高,如果一個(gè)對(duì)象樹(shù)中有很多子對(duì)象,可能一個(gè)簡(jiǎn)單的調(diào)用就可能使系統(tǒng)崩潰;
2.對(duì)象持久化的問(wèn)題,組合模式是樹(shù)形結(jié)構(gòu),不能很好地在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中保存數(shù)據(jù),但是卻非常適合用于xml持久化。
組合模式的適用場(chǎng)景:
1.維護(hù)和展示部分—整體關(guān)系得場(chǎng)景,如樹(shù)形菜單、文件和文件夾管理。
2.從一個(gè)整體中能夠獨(dú)立出部分模塊或功能的場(chǎng)景。
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