组合模式

模式引入

问题描述

假设我们要给一家公司做一个 OA 系统，公司总部在北京，全国几个大城市都有子公司，其他一些省会城市是办事处，有些城市还设置了大区。总部有职能部门，各个子公司也有自己的职能部门。这是一个明显的树状结构，最简单的想法是针对不同类型（如公司或部门）组织创建不同的对象，组织之间的交互在其内部实现。但是这样有不少问题，比如无法体现公司的组织结构，交互的实现复杂混乱，新增类型时工作量巨大等等。而且对用户来说，这不同类型其实是类似的——都是组织。

模式定义

像刚刚这种具有层级结构，且组成对象具有一致性的情况，就适合使用组合模式。

组合模式（Composite）是将对象组合成树形结构以表示 “部分-整体” 的层次结构，组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

问题分析

使用组合模式解决上面的问题，总部是根节点，下面有各个职能部门以及与其平行的子公司，每个子公司下面又有自己的职能部门。

模式实现

解决方案

• 首先需要一个抽象类：Company，可以是一个公司或部门。包括 add、remove、display 等方法。
• 然后分别实现树枝节点具体公司类：ConcreteCompany 和树叶节点：HrDepartment 和 FinanceDepartment，并重写抽象方法。

代码实现

Component 类：

public abstract class Company {
    protected String name;

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

    public abstract void add(Company c);
    public abstract void remove(Company c);
    public abstract void display(int depth);
    public abstract void lineOfDuty();
}

Composite 类：

public class ConcreteCompany extends Company {

    private List<Company> children = new ArrayList<>();

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

    @Override
    public void add(Company c) {
        children.add(c);
    }

    @Override
    public void remove(Company c) {
        children.remove(c);
    }

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

        for(Company component : children) {
            component.display(depth + 2);
        }
    }

    @Override
    public void lineOfDuty() {
        for(Company component : children) {
            component.lineOfDuty();
        }
    }
}

Leaf 类：

public class HRDepartment extends Company {

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

    @Override
    public void add(Company c) {}

    @Override
    public void remove(Company c) {}

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

    @Override
    public void lineOfDuty() {
        System.out.println(this.name + " 员工招聘培训管理");
    }
}

public class FinanceDepartment extends Company {
    public FinanceDepartment(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void add(Company c) {}

    @Override
    public void remove(Company c) {}

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

    @Override
    public void lineOfDuty() {
        System.out.println(this.name + " 公司财务收支管理");
    }
}

Main 方法：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteCompany root = new ConcreteCompany("北京总公司");
        root.add(new HRDepartment("总公司人力资源部"));
        root.add(new FinanceDepartment("总公司财务部"));

        ConcreteCompany comp = new ConcreteCompany("上海华东分公司");
        comp.add(new HRDepartment("华东分公司人力资源部"));
        comp.add(new FinanceDepartment("华东分公司财务部"));
        root.add(comp);

        ConcreteCompany comp1 = new ConcreteCompany("南京办事处");
        comp1.add(new HRDepartment("南京办事处人力资源部"));
        comp1.add(new FinanceDepartment("南京办事处财务部"));
        root.add(comp1);

        ConcreteCompany comp2 = new ConcreteCompany("杭州办事处");
        comp2.add(new HRDepartment("杭州办事处人力资源部"));
        comp2.add(new FinanceDepartment("杭州办事处财务部"));
        root.add(comp2);

        System.out.println("\n结构图：");
        root.display(1);

        System.out.println("\n职责：");
        root.lineOfDuty();
  }
}

执行结果：

结构图：
-北京总公司
---总公司人力资源部
---总公司财务部
---上海华东分公司
-----华东分公司人力资源部
-----华东分公司财务部
---南京办事处
-----南京办事处人力资源部
-----南京办事处财务部
---杭州办事处
-----杭州办事处人力资源部
-----杭州办事处财务部

职责：
总公司人力资源部 员工招聘培训管理
总公司财务部 公司财务收支管理
华东分公司人力资源部 员工招聘培训管理
华东分公司财务部 公司财务收支管理
南京办事处人力资源部 员工招聘培训管理
南京办事处财务部 公司财务收支管理
杭州办事处人力资源部 员工招聘培训管理
杭州办事处财务部 公司财务收支管理

结构组成

• Component（对象接口）：主要实现所有类共有接口的默认行为，声明一个接口，用于访问和管理 Component 的子部件。
• Composite（枝节点）：定义枝节点行为，用于存储子部件，在 Component 接口中实现与子部件有关的操作，比如增加（Add）和删除（Remove）。
• Leaf（叶节点）：表示叶节点对象，叶节点没有子节点。

模式评价

适用场景

• 体现部分与整体层次的结构时。比如例子中具有层级结构的组织结构。
• 希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，统一使用组合结构中的所有对象时。

实际应用

• 公司管理系统。如例子所示。
• 文件系统。文件系统是一个典型的树状层级结构。
• 编译器。编译器会将代码最终解析为一棵语法树。

优点缺点

组合模式优点包括：

• 让用户可以一致地使用组合结构和对象。比如例子中的子公司和部门。
• 组合对象可以自由增删组件，灵活组合不同对象。

组合模式缺点包括：

• 层级太深时结构会变得庞杂。