设计模式--组合模式
组合模式
简介
组合模式（Composite Pattern）也称为整体-部分（Part-Whole）模式，它的宗旨是通过将单个对象（叶子节点）和组合对象（树枝节点）用相同的接口进行表示，使得客户对单个对象和组合对象的使用具有一致性，属于结构型模式。
组合关系与聚合关系的区别：
1、组合关系：也表示类之间整体和部分的关系，但是组合关系中部分和整体具有统一的生存期。一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在。部分对象与整体对象之间具有共生死的关系。（具有相同的生命周期）。
2、聚合关系：指的是整体与部分的关系。通常在定义一个整体类后，再去分析这个整体类的组成结构。从而找出一些组成类，该整体类和组成类之间就形成了聚合关系。例如一个航母编队包括海空母舰、驱护舰艇、舰载飞机及核动力攻击潜艇等（具有不同的生命周期）。
组合模式一般用来描述整体与部分的关系，它将对象组织到树形结构中，最顶层的节点称为根节点，根节点下面可以包含树枝节点和叶子节点，树枝节点下面又可以包含树枝节点和叶子节点。
由上图可以看出，其实根节点和树枝节点本质上是同一种数据类型。可以作为容器使用；而叶子节点与树枝节点在语义上不属于同一种类型，但是在组合模式中，会把树枝节点和叶子节点认为是同一种数据类型（用同一接口定义），让它们具备一致行为。这样，在组合模式中，整个树形结构中的对象u是同一种类型，带来的一个好处就是客户无需辨别树枝节点还是叶子节点，而是可以直接操作，给客户使用带来极大的便利。
组合模式的UML图：
组合模式包含3个角色：
1、抽象根节点（Component）:定义系统各层次对象的共有方法和属性，可以预先定义一些默认行为和属性；
2、树枝节点（Composite）:定义树枝节点的行为，存储子节点，组合树枝节点和叶子节点形成一个树形结构；
3、叶子节点（Leaf）:叶子节点对象，其下再无分支，是系统层次便利的最小单位。
组合模式在代码具体实现上，有两种不同的方式，分别是透明组合模式和安全组合模式。
组合模式的应用场景
当子系统与其内各个对象层次呈现树形结构时，可以使用组合模式让子系统内各个对象层次的行为操作具备一致性。客户端使用该子系统内任意一个层次对象时，无需进行区分，直接使用通用操作即可，为客户端的使用带来了便捷。
1、希望客户端可以忽略组合对象与单个对象的差异时；
2、对象层次具备整体和部分，呈树形结构。
生活中的树形菜单，操作系统目录结构，公司组织架构等。
透明组合模式
透明组合模式是把所有公共方法都定义在Component中，这样做的好处是客户端无需分辨是叶子节点（Leaf）还是树枝节点（Composite）,它们具备完全一致的接口。上面的UML图就是透明模式。
透明组合模式把所有公共方法都定义在Component中，这样做的好处是客户端无需分辨是叶子节点（Leaf）和树枝节点（Composite）,它们具备完全一致的接口；缺点是叶子节点（Leaf）会继承得到一些它所不需要（管理子类操作的方法）的方法，这与设计模式 接口隔离原则相违背。
安全组合模式
安全组合模式是只规定系统各个层次的最基础的一致行为，而把组合（树节点）本身的方法（管理子类对象的添加，删除等）放到自身当中。其中UML类图如下：
安全组合模式的好处是接口定义职责清晰，符合设计模式单一职责原则和接口隔离原则；缺点是客户需要区分树枝节点（Composite）和叶子节点（Leaf）,这样才能正确处理各个层次的操作，客户端端无法依赖抽象（Component）,违背了设计模式依赖倒置原则。
组合模式在源码中的应用
1、HashMap中的putAll()方法
public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
putMapEntries(m, true);
}
final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) {
int s = m.size();
if (s > 0) {
if (table == null) { // pre-size
float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;
int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ?
(int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);
if (t > threshold)
threshold = tableSizeFor(t);
}
else if (s > threshold)
resize();
for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {
K key = e.getKey();
V value = e.getValue();
putVal(hash(key), key, value, false, evict);
}
}
}
这里可以看到putAll()方法传入的是Map对象，Map就是一个抽象构建（同时这个构建中支持键值对的存储格式），而HashMap是一个中间构建，HashMap中的Node节点就是叶子节点。中间构件就会有规定的存储方式。HashMap中的存储方式就是一个静态内部类的数组Node<K,V> tab。
2、常用的ArrayList对象的addAll()方法,其参数也是ArrayList的父类Collection
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityInternal(size + numNew); // Increments modCount
System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);
size += numNew;
return numNew != 0;
}
3、Mybatis解析各种Mapping文件的SQL，设计的类叫做SqlNode,xml中的每一个Node都会解析为SqlNode对象，最后把所有的SqlNode拼装到一起就形成一条完整的SQL语句。
public interface SqlNode {
boolean apply(DynamicContext context);
}
apply()方法会根据传入的参数context,参数解析该SqlNode所记录的SQL片段，并调用DynamicContenxt.appendSql()方法将解析后的SQL片段追加到DynamicContenxt的sqlBuilder中保存。当SQL节点下的所有SqlNode完成解析后，可以通过DynamicContenxt.getSql()获取一条完成的SQL语句。
组合模式的优缺点
既然组合模式分为两种实现，那么肯定是不同的场合某一种会更加合适，也即具体情况具体分析。透明组合模式将公共接口封装到抽象根节点（Component）中，那么系统所有节点就具备一致性行为，所以如果当系统绝大多数层次具备相同的公共行为时，采用透明组合模式会更好一些。（代价：为剩下少数层次节点引入不需要的方法）；而如果当前系统各个层次差异性行为较多或者树节点层次相对稳定（健壮）时，采用安全组合模式。
设计模式的理解应该是重于意而不是形，真正编码时，经常使用的是某种设计模式的变形体。真正切合项目的模式才是正确的设计模式。
优点：
1、清楚的定义分层次的复杂对象，表示对象的全部或部分层次
2、让客户端忽略了层次的差异，方便对整个层次结构进行控制
3、简化客户端代码
4、符合开闭原则
缺点：
1、限制类型时会较为复杂
2、使设计变得更加抽象
