『设计模式』 又谈麦当劳的食品--组合模式(Composite)

23种设计模式+额外常用设计模式汇总 (持续更新）
我又又又谈了一期麦当劳，麦当劳看到了记得打钱😂

引入

• 商品类别树的节点被分成两种，一种是容器节点,另一种是叶子节点。
• 容器节点可以包含其他容器节点或者叶子节点

组合模式

• 组合模式有时又叫做部分——整体模式(Part-Whole)
  。组合模式将对象组织到树结构中，可以用来描述整体与部分的关系。组合模式可以使客户端将单纯元素与复合元素同等看待。
• 一个树结构由两种节点组成:树枝节点和树叶节点。树枝节点可以有子节点，而一个树叶节点不可以有子节点。除了根节点外，其它节点有且只有一个父节点。

模式结构

• 抽象构件(Component)角色
  这是一个抽象角色，它给参与组合的对象规定一个接口。这个角色给出共有接口及其默认行为。
• 树叶构件(Leaf) 角色
  代表参加组合的树叶对象。一个树叶对象没有下级子对象。
• 树枝构件(Composite)角色
  代表参加组合的有子对象的对象，并给出树枝构件对象的行为。

示意性代码

//抽象节点类abstract class Component{protected string name; public Component(string name){this.name = name;}public abstract void Add(Component c);public abstract void Remove(Component c);public abstract void Display(int depth);}//叶子节点类class Leaf:Component{public Leaf(string name) : base(name) { }public override void Add(Component c){Console.WriteLine("Cannot add to a leaf");}public override void Remove(Component c){Console.WriteLine("Cannot remove from a leaf");}public override void Display(int depth) {Console.WriteLine(new String('-',depth)+name);}}//组合类class Composite : Component{private List<Component> children = new List<Component>();public Composite(string name) : base(name) { }public override void Add(Component c){children.Add(c);}public override void Display(int depth){Console.WriteLine(new String('-', depth) + name);foreach(Component component in children){component.Display(depth + 2);}}public override void Remove(Component c){children.Remove(c);}}class Program{static void Main(string[] args){Composite root = new Composite("root");root.Add(new Leaf("LeafA"));root.Add(new Leaf("LeafB"));Composite comp = new Composite("CompositeX");comp.Add(new Leaf("LeafXA"));comp.Add(new Leaf("LeafXB"));root.Add(comp);Composite comp2 = new Composite("CompositeXY");comp2.Add(new Leaf("LeafXYA"));comp2.Add(new Leaf("LeafXYB"));comp.Add(comp2);root.Add(new Leaf("LeafC"));Leaf leaf = new Leaf("LeafD");root.Add(leaf);root.Remove(leaf);root.Display(1);Console.Read();}}

认识组合模式

• 组合模式的目的
  让客户端不再区分操作的是组合对象还是叶子对象，而是以一种统一的方式来操作
• 对象树
  组合模式会组合出树形结构来，这也就意味着,所有可以使用对象树来描述或操作的功能，都可以考虑使用组合模式。比如读取XML文件，或是对语句进行语法分析等。
• 组合模式的实现根据所实现接口的区别分为两种形式，分别称为安全模式和透明模式。组合模式可以不提供父对象的管理方法，但组合模式必须在合适的地方提供子对象的管理方法(诸如Fadd、remove、Display等)。

透明方式

• 在Component里面声明所有的用来管理子类对象的方法，包括add ()、remove ()，以及Display ()方法。
• 优点:所有的构件类都有相同的接口。在客户端看来，树叶类对象与组合类对象的区别起码在接口层次上消失了，客户端可以同等的对待所有的对象。这就是透明形式的组合模式。
• 缺点:不够安全，因为树叶类对象和合成类对象在本质上是有区别的。树叶类对象不可能有下平个层次的对象,因此add()、remove(）以及Display ()方法没有意义，在编译时期不会出错，而会在运行时期才会出错。

安全方式

• 在Composite类里面声明所有的用来管理子类对象的方法
• 优点:这样的做法是安全的做法，树叶类型的对象根本就没有管理子类对象的方法,因此，如果客户端对树叶类对象使用这些方法时，程序会在编译时期出错。
• 缺点:不够透明，树叶类和合成类将具有不同的接口

使用情况

• 需求中是体现部分与整体层次的结构时
• 希望用户忽略组合对象与单个对象的不同,统一的使用组合结构中的所有对象时。

优点

• 定义了包含基本对象和组合对象的类层次结构
  基本对象可以组合成组合对象，组合对象又能组合成更复杂的组合对象，可以不断地递归组合下去,从而构成一个统一的组合对象的类层次结构
• 统一了组合对象和叶子对象
• 简化了客户端调用
  不用区分组合对象和叶子对象
• 更容易扩展
  由于客户端是统一的面对Component来操作，因此,新定义的Composite或leaf子类能够很容易的与已有的结构一起工作，而不需改变客户端

缺点

很难限制组合中的组件类型
这是容易添加新的组件带来的问题，在需要检测组件类型的时候，使得我们不能依靠编译期的类型约束来完成，必须在运行期间动态检测

本质

同意叶子对象和组合对象

实例

麦当劳的食物的例子：

#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .label{font-family:'trebuchet ms', verdana, arial;font-family:var(--mermaid-font-family);fill:#333;color:#333}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .label text{fill:#333}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .node rect,#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .node circle,#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .node ellipse,#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .node polygon,#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370db;stroke-width:1px}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .node .label{text-align:center;fill:#333}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .node.clickable{cursor:pointer}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .arrowheadPath{fill:#333}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .edgePath .path{stroke:#333;stroke-width:1.5px}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .flowchart-link{stroke:#333;fill:none}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .edgeLabel rect{opacity:0.9}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .edgeLabel span{color:#333}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aa3;stroke-width:1px}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .cluster text{fill:#333}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:'trebuchet ms', verdana, arial;font-family:var(--mermaid-font-family);font-size:12px;background:#ffffde;border:1px solid #aa3;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .actor{stroke:#ccf;fill:#ECECFF}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM text.actor>tspan{fill:#000;stroke:none}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .actor-line{stroke:grey}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .messageLine0{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;stroke:#333}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .messageLine1{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:2, 2;stroke:#333}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM #arrowhead path{fill:#333;stroke:#333}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .sequenceNumber{fill:#fff}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM 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verdana, arial;font-family:var(--mermaid-font-family)}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .section{stroke:none;opacity:0.2}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .section0{fill:rgba(102,102,255,0.49)}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .section2{fill:#fff400}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .section1,#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .section3{fill:#fff;opacity:0.2}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .sectionTitle0{fill:#333}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .sectionTitle1{fill:#333}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .sectionTitle2{fill:#333}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .sectionTitle3{fill:#333}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .sectionTitle{text-anchor:start;font-size:11px;text-height:14px;font-family:'trebuchet ms', verdana, arial;font-family:var(--mermaid-font-family)}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .grid .tick{stroke:#d3d3d3;opacity:0.8;shape-rendering:crispEdges}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .grid .tick text{font-family:'trebuchet ms', verdana, arial;font-family:var(--mermaid-font-family)}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .grid path{stroke-width:0}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .today{fill:none;stroke:red;stroke-width:2px}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .task{stroke-width:2}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .taskText{text-anchor:middle;font-family:'trebuchet ms', verdana, arial;font-family:var(--mermaid-font-family)}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .taskText:not([font-size]){font-size:11px}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .taskTextOutsideRight{fill:#000;text-anchor:start;font-size:11px;font-family:'trebuchet ms', verdana, arial;font-family:var(--mermaid-font-family)}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .taskTextOutsideLeft{fill:#000;text-anchor:end;font-size:11px}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .task.clickable{cursor:pointer}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .taskText.clickable{cursor:pointer;fill:#003163 !important;font-weight:bold}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM .taskTextOutsideLeft.clickable{cursor:pointer;fill:#003163 !important;font-weight:bold}#mermaid-svg-24PbXM0dQT5L8bQM 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其中圆形为枝节点
菱形为叶节点

抽象节点

package 组合模式;abstract public class Node {protected String Node_Name;public Node(String node_Name) {Node_Name = node_Name;}abstract public void add_Node(Node node);abstract public void remove_Node(Node node);abstract public void show(); }

叶节点

package 组合模式;public class Leaf_Node extends Node{public Leaf_Node(String node_Name) {super(node_Name);}@Overridepublic void add_Node(Node node) {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("Warning:此食物已经为最细化分类，不能进一步分类");}@Overridepublic void remove_Node(Node node) {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("Warning:此食物已经为最细化分类，无子分类"); //暗示伍兹不行？玩梗！}@Overridepublic void show() {System.out.println(" "+Node_Name);} }

枝节点

package 组合模式;import java.util.ArrayList; import java.util.List;public class Branch_Node extends Node {List<Node> Node_List=new ArrayList<Node>();public Branch_Node(String node_Name) {super(node_Name);}@Overridepublic void add_Node(Node node) {Node_List.add(node);}@Overridepublic void remove_Node(Node node) {Node_List.remove(node);}@Overridepublic void show() {System.out.println("+"+Node_Name);for(Node node:Node_List){System.out.print(" ");node.show();}}}

客户端

package 组合模式;public class Client {public static void main(String[] args) {Node Main_Food=new Branch_Node("主食");Node Hamburger=new Branch_Node("汉堡");Node Sandwich=new Branch_Node("三明治");Node JTHB=new Leaf_Node("鸡腿堡");Node NRHB=new Leaf_Node("牛肉堡");Node HYSMZ=new Leaf_Node("黄油三明治");Node TLSMZ=new Leaf_Node("甜辣三明治");Sandwich.add_Node(HYSMZ);Sandwich.add_Node(TLSMZ);Hamburger.add_Node(JTHB);Hamburger.add_Node(NRHB);Main_Food.add_Node(Sandwich);Main_Food.add_Node(Hamburger);Main_Food.show();} }

总结

以上是生活随笔为你收集整理的『设计模式』 又谈麦当劳的食品--组合模式(Composite)的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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