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组合模式
亦称： 对象树、Object Tree、Composite
** 意图
组合模式是一种结构型设计模式， 你可以使用它将对象组合成树状结构， 并且能像使用独立对象一样使用它们。
** 问题
如果应用的核心模型能用树状结构表示， 在应用中使用组合模式才有价值。
例如， 你有两类对象： 产品和 盒子 。 一个盒子中可以包含多个 产品或者几个较小的 盒子 。 这些小 盒子中同样可以包含一些 产品或更小的 盒子 ， 以此类推。
假设你希望在这些类的基础上开发一个定购系统。 订单中可以包含无包装的简单产品， 也可以包含装满产品的盒子…… 以及其他盒子。 此时你会如何计算每张订单的总价格呢？
订单中可能包括各种产品， 这些产品放置在盒子中， 然后又被放入一层又一层更大的盒子中。 整个结构看上去像是一棵倒过来的树。
你可以尝试直接计算： 打开所有盒子， 找到每件产品， 然后计算总价。 这在真实世界中或许可行， 但在程序中， 你并不能简单地使用循环语句来完成该工作。 你必须事先知道所有 产品和 盒子的类别， 所有盒子的嵌套层数以及其他繁杂的细节信息。 因此， 直接计算极不方便， 甚至完全不可行。
** 解决方案
组合模式建议使用一个通用接口来与 产品和 盒子进行交互， 并且在该接口中声明一个计算总价的方法。
那么方法该如何设计呢？ 对于一个产品， 该方法直接返回其价格； 对于一个盒子， 该方法遍历盒子中的所有项目， 询问每个项目的价格， 然后返回该盒子的总价格。 如果其中某个项目是小一号的盒子， 那么当前盒子也会遍历其中的所有项目， 以此类推， 直到计算出所有内部组成部分的价格。 你甚至可以在盒子的最终价格中增加额外费用， 作为该盒子的包装费用。
组合模式以递归方式处理对象树中的所有项目
该方式的最大优点在于你无需了解构成树状结构的对象的具体类。 你也无需了解对象是简单的产品还是复杂的盒子。 你只需调用通用接口以相同的方式对其进行处理即可。 当你调用该方法后， 对象会将请求沿着树结构传递下去。
** 真实世界类比
部队结构的例子。
大部分国家的军队都采用层次结构管理。 每支部队包括几个师， 师由旅构成， 旅由团构成， 团可以继续划分为排。 最后， 每个排由一小队实实在在的士兵组成。 军事命令由最高层下达， 通过每个层级传递， 直到每位士兵都知道自己应该服从的命令。
** 组合模式结构
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组件 （Component） 接口描述了树中简单项目和复杂项目所共有的操作。
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叶节点 （Leaf） 是树的基本结构， 它不包含子项目。
一般情况下， 叶节点最终会完成大部分的实际工作， 因为它们无法将工作指派给其他部分。
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容器 （Container）——又名 “组合 （Composite）”——是包含叶节点或其他容器等子项目的单位。 容器不知道其子项目所属的具体类， 它只通过通用的组件接口与其子项目交互。
容器接收到请求后会将工作分配给自己的子项目， 处理中间结果， 然后将最终结果返回给客户端。
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客户端 （Client） 通过组件接口与所有项目交互。 因此， 客户端能以相同方式与树状结构中的简单或复杂项目交互。
** 伪代码
在本例中， 我们将借助组合模式帮助你在图形编辑器中实现一系列的几何图形。
几何形状编辑器示例。
组合图形CompoundGraphic是一个容器， 它可以由多个包括容器在内的子图形构成。 组合图形与简单图形拥有相同的方法。 但是， 组合图形自身并不完成具体工作， 而是将请求递归地传递给自己的子项目， 然后 “汇总” 结果。
通过所有图形类所共有的接口， 客户端代码可以与所有图形互动。 因此， 客户端不知道与其交互的是简单图形还是组合图形。 客户端可以与非常复杂的对象结构进行交互， 而无需与组成该结构的实体类紧密耦合。
// 组件接口会声明组合中简单和复杂对象的通用操作。
interface Graphic is
method move(x, y)
method draw()
// 叶节点类代表组合的终端对象。叶节点对象中不能包含任何子对象。叶节点对象
// 通常会完成实际的工作，组合对象则仅会将工作委派给自己的子部件。
class Dot implements Graphic is
field x, y
constructor Dot(x, y) { …… }
method move(x, y) is
this.x += x, this.y += y
method draw() is
// 在坐标位置(X,Y)处绘制一个点。
// 所有组件类都可以扩展其他组件。
class Circle extends Dot is
field radius
constructor Circle(x, y, radius) { …… }
method draw() is
// 在坐标位置(X,Y)处绘制一个半径为 R 的圆。
// 组合类表示可能包含子项目的复杂组件。组合对象通常会将实际工作委派给子项
// 目，然后“汇总”结果。
class CompoundGraphic implements Graphic is
field children: array of Graphic
// 组合对象可在其项目列表中添加或移除其他组件（简单的或复杂的皆可）。
method add(child: Graphic) is
// 在子项目数组中添加一个子项目。
method remove(child: Graphic) is
// 从子项目数组中移除一个子项目。
method move(x, y) is
foreach (child in children) do
child.move(x, y)
// 组合会以特定的方式执行其主要逻辑。它会递归遍历所有子项目，并收集和
// 汇总其结果。由于组合的子项目也会将调用传递给自己的子项目，以此类推，
// 最后组合将会完成整个对象树的遍历工作。
method draw() is
// 1. 对于每个子部件：
// - 绘制该部件。
// - 更新边框坐标。
// 2. 根据边框坐标绘制一个虚线长方形。
// 客户端代码会通过基础接口与所有组件进行交互。这样一来，客户端代码便可同
// 时支持简单叶节点组件和复杂组件。
class ImageEditor is
field all: CompoundGraphic
method load() is
all = new CompoundGraphic()
all.add(new Dot(1, 2))
all.add(new Circle(5, 3, 10))
// ……
// 将所需组件组合为复杂的组合组件。
method groupSelected(components: array of Graphic) is
group = new CompoundGraphic()
foreach (component in components) do
group.add(component)
all.remove(component)
all.add(group)
// 所有组件都将被绘制。
all.draw()
** 组合模式适合应用场景
** 如果你需要实现树状对象结构， 可以使用组合模式。
** 组合模式为你提供了两种共享公共接口的基本元素类型： 简单叶节点和复杂容器。 容器中可以包含叶节点和其他容器。 这使得你可以构建树状嵌套递归对象结构。
** 如果你希望客户端代码以相同方式处理简单和复杂元素， 可以使用该模式。
** 组合模式中定义的所有元素共用同一个接口。 在这一接口的帮助下， 客户端不必在意其所使用的对象的具体类。
** 实现方式
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确保应用的核心模型能够以树状结构表示。 尝试将其分解为简单元素和容器。 记住， 容器必须能够同时包含简单元素和其他容器。
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声明组件接口及其一系列方法， 这些方法对简单和复杂元素都有意义。
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创建一个叶节点类表示简单元素。 程序中可以有多个不同的叶节点类。
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创建一个容器类表示复杂元素。 在该类中， 创建一个数组成员变量来存储对于其子元素的引用。 该数组必须能够同时保存叶节点和容器， 因此请确保将其声明为组合接口类型。
实现组件接口方法时， 记住容器应该将大部分工作交给其子元素来完成。
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最后， 在容器中定义添加和删除子元素的方法。
记住， 这些操作可在组件接口中声明。 这将会违反接口隔离原则， 因为叶节点类中的这些方法为空。 但是， 这可以让客户端无差别地访问所有元素， 即使是组成树状结构的元素。
** 组合模式优缺点
- ** 你可以利用多态和递归机制更方便地使用复杂树结构。
- ** 开闭原则。 无需更改现有代码， 你就可以在应用中添加新元素， 使其成为对象树的一部分。
- ** 对于功能差异较大的类， 提供公共接口或许会有困难。 在特定情况下， 你需要过度一般化组件接口， 使其变得令人难以理解。
** 与其他模式的关系
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桥接模式、 状态模式和策略模式 （在某种程度上包括适配器模式） 模式的接口非常相似。 实际上， 它们都基于组合模式——即将工作委派给其他对象， 不过也各自解决了不同的问题。 模式并不只是以特定方式组织代码的配方， 你还可以使用它们来和其他开发者讨论模式所解决的问题。
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责任链模式通常和组合模式结合使用。 在这种情况下， 叶组件接收到请求后， 可以将请求沿包含全体父组件的链一直传递至对象树的底部。
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组合和装饰模式的结构图很相似， 因为两者都依赖递归组合来组织无限数量的对象。
装饰类似于组合， 但其只有一个子组件。 此外还有一个明显不同： 装饰为被封装对象添加了额外的职责， 组合仅对其子节点的结果进行了 “求和”。
但是， 模式也可以相互合作： 你可以使用装饰来扩展组合树中特定对象的行为。
