Java設計模式透析之 —— 組合(Composite)

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聽說你們公司最近新推出了一款電子書閱讀應用，市場反應很不錯，應用裡還有圖書商城，使用者可以在其中隨意選購自己喜歡的書籍。你們公司也是對此項目高度重視，加大了投入力度，決定給此應用再增加點功能。

好吧，你也知道你是逃不過此劫了，沒過多久你的leader就找到了你。他告訴你目前的應用對每本書的瀏覽量和銷售量做了統計，但現在想增加對每個書籍分類的瀏覽量和銷售量以及所有書籍總的瀏覽量和銷售量做統計的功能，希望你可以來完成這項功能。

領導安排的工作當然是推脫不掉的，你只能硬著頭皮上了，不過好在這個功能看起來也不怎麼複雜。

你比較喜歡看小說，那麼就從小說類的統計功能開始做起吧。首先通過getAllNovels方法可以擷取到所有的小說名，然後將小說名傳入getBrowseCount方法可以得到該書的瀏覽量，將小說名傳入getSaleCount方法可以得到該書的銷售量。你目前只有這幾個已知的API可以使用，那麼開始動手吧！

public int getNovelsBrowseCount() {int browseCount = 0;List<String> allNovels = getAllNovels();for (String novel : allNovels) {browseCount += getBrowseCount(novel);}return browseCount;}public int getNovelsSaleCount() {int saleCount = 0;List<String> allNovels = getAllNovels();for (String novel : allNovels) {saleCount += getSaleCount(novel);}return saleCount;}

很快你就寫下了以上兩個方法，這兩個方法都是通過擷取到所有的小說名，然後一一計算每本小說的瀏覽量和銷售量，最後將結果相加得到總量。

小說類的統計就完成了，然後你開始做電腦類書籍的統計功能，代碼如下所示：

public int getComputerBooksBrowseCount() {int browseCount = 0;List<String> allComputerBooks = getAllComputerBooks();for (String computerBook : allComputerBooks) {browseCount += getBrowseCount(computerBook);}return browseCount;}public int getComputerBooksSaleCount() {int saleCount = 0;List<String> allComputerBooks = getAllComputerBooks();for (String computerBook : allComputerBooks) {saleCount += getSaleCount(computerBook);}return saleCount;}

除了使用了getAllComputerBooks方法擷取到所有的電腦類書名，其它的代碼基本和小說統計中的是一樣的。

現在你才完成了兩類書籍的統計功能，後面還有醫學類、自然類、曆史類、法律類、政治類、哲學類、旅遊類、美食類等等等等書籍。你突然意識到了一些問題的嚴重性，工作量大倒還不算什麼，但再這麼寫下去，你的方法就要爆炸了，這麼多的方法讓人看都看不過來，別提怎麼使用了。

這個時候你只好向你的leader求助了，跟他說明了你的困惑。只見你的leader思考了片刻，然後自信地告訴你，使用組合模式不僅可以輕鬆消除你的困惑，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Statistics介面，裡面有兩個待實現方法：

public interface Statistics {int getBrowseCount();int getSalesCount();}

然後定義一個用於統計小說類書籍的NovelStatistics類，實現介面中定義的兩個方法：

public class NovelStatistics implements Statistics {@Overridepublic int getBrowseCount() {int browseCount = 0;List<String> allNovels = getAllNovels();for (String novel : allNovels) {browseCount += getBrowseCount(novel);}return browseCount;}@Overridepublic int getSalesCount() {int saleCount = 0;List<String> allNovels = getAllNovels();for (String novel : allNovels) {saleCount += getSaleCount(novel);}return saleCount;}}

在這兩個方法中分別統計了小說類書籍的瀏覽量和銷售量。那麼同樣的方法，你的leader又定義了一個ComputerBookStatistics類用於統計電腦類書籍的瀏覽量和銷售量：

public class ComputerBookStatistics implements Statistics {@Overridepublic int getBrowseCount() {int browseCount = 0;List<String> allComputerBooks = getAllComputerBooks();for (String computerBook : allComputerBooks) {browseCount += getBrowseCount(computerBook);}return browseCount;}@Overridepublic int getSalesCount() {int saleCount = 0;List<String> allComputerBooks = getAllComputerBooks();for (String computerBook : allComputerBooks) {saleCount += getSaleCount(computerBook);}return saleCount;}}

這樣將具體的統計實現分散在各個類中，就不會再出現你剛剛那種方法爆炸的情況了。不過這還沒開始真正使用組合模式呢，好戲還在後頭，你的leader吹噓道。

再定義一個MedicalBookStatistics類實現了Statistics介面，用於統計醫學類書籍的瀏覽量和銷售量，代碼如下如示：

public class MedicalBookStatistics implements Statistics {@Overridepublic int getBrowseCount() {int browseCount = 0;List<String> allMedicalBooks = getAllMedicalBooks();for (String medicalBook : allMedicalBooks) {browseCount += getBrowseCount(medicalBook);}return browseCount;}@Overridepublic int getSalesCount() {int saleCount = 0;List<String> allMedicalBooks = getAllMedicalBooks();for (String medicalBook : allMedicalBooks) {saleCount += getSaleCount(medicalBook);}return saleCount;}}

不知道你發現了沒有，電腦類書籍和醫學類書籍其實都算是科技類書籍，它們是可以組合在一起的。這個時候你的leader定義了一個TechnicalStatistics類用於對科技這一組合類別書籍進行統計：

public class TechnicalStatistics implements Statistics {private List<Statistics> statistics = new ArrayList<Statistics>();public TechnicalStatistics() {statistics.add(new ComputerBookStatistics());statistics.add(new MedicalBookStatistics());}@Overridepublic int getBrowseCount() {int browseCount = 0;for (Statistics s : statistics) {browseCount += s.getBrowseCount();}return browseCount;}@Overridepublic int getSalesCount() {int saleCount = 0;for (Statistics s : statistics) {saleCount += s.getBrowseCount();}return saleCount;}}

可以看到，由於這個類是組合類別，和前面幾個類還是有不少區別的。首先TechnicalStatistics中有一個建構函式，在建構函式中將電腦類書籍和醫學類書籍作為子分類添加到statistics列表當中，然後分別在getBrowseCount和getSalesCount方法中遍曆所有的子分類，計算出它們各自的瀏覽量和銷售量，然後相加得到總額返回。

組合模式的擴充性非常好，沒有各種條條框框，想怎麼組合就怎麼組合，比如所有書籍就是由各個分類組合而來的，你的leader馬上又向你炫耀了統計所有書籍的瀏覽量和銷售量的辦法。

定義一個AllStatistics類實現了Statistics介面，具體代碼如下所示：

public class AllStatistics implements Statistics {private List<Statistics> statistics = new ArrayList<Statistics>();public AllStatistics() {statistics.add(new NovelStatistics());statistics.add(new TechnicalStatistics());}@Overridepublic int getBrowseCount() {int browseCount = 0;for (Statistics s : statistics) {browseCount += s.getBrowseCount();}return browseCount;}@Overridepublic int getSalesCount() {int saleCount = 0;for (Statistics s : statistics) {saleCount += s.getBrowseCount();}return saleCount;}}

在AllStatistics的建構函式中將小說類書籍和科技類書籍作為子分類添加到了statistics列表當中，目前你也就唯寫好了這幾個分類。然後使用同樣的方法在getBrowseCount和getSalesCount方法中統計出所有書籍的瀏覽量和銷售量。

當前組合結構的如下：

            

現在你就可以非常方便的得到任何分類書籍的瀏覽量和銷售量了，比如說擷取科技類書籍的瀏覽量，你只需要調用：

new TechnicalStatistics().getBrowseCount();

而擷取所有書籍的總銷量，你只需要調用：

new AllStatistics().getSalesCount();

當然你後面還可以對這個組合結構隨意地改變，添加各種子分類書籍，而且子分類的階層可以任意深，正如前面所說，組合模式的擴充性非常好。

你的leader告訴你，目前他寫的這份代碼重複度比較高，其實還可以好好最佳化一下的，把冗餘代碼都去除掉。當然這個任務就交給你來做了，你的leader可是大忙人，早就一溜煙跑開了。

組合：將對象組合成樹形結構以表示“部分-整體”的階層。組合模式使得使用者對單個對象和組合對象的使用具有一致性。