Composite pattern和树

一切从，那一段代码开始的

     开始我们考虑这样一个问题，就是假定我们要写一个方法来遍历一个目录里所有的文件。因为目录里面可能还含有子目录，我们可能就需要用到循环，递归等这样的思路。一个典型的思路如下：

1. 首先列出该文件夹里所有内容。

2. 遍历里面所有的元素，如果该元素为纯文件，则显示文件名；否则，则递归调用该函数。

按照以上的思路，可以写出如下的一段简单的代码：

 

void listDirectory(String directory)
{
      File dir = new File(directory);
      for(File file : dir.listFiles())
      {
           if(!file.isDirectory())
               System.out.println(flie.getName());
           else
               listDirectory(file.getAbsolutePath());
      }
}

换个角度看问题

      前面那个问题的解决思路其实是基于这么一点。我们要遍历一个目录结构，因为目录里面可以有子目录和文件，从我们学习过的书本知识可以知道，这是一个树的结构。所以，我们可以通过这么一种递归的方式来访问所有的元素。因为是树，如果利用一些数据结构的知识，还可以整理出各种遍历元素的方法。这种思路也没什么不好的，现在，我们再换一种思路去想想。

      我们要访问的目录可以说是一个容器，它里面可以包含子容器和一些元素。这些子容器呢，也可以包含更下面一级的子容器以及元素，于是乎，子子孙孙无穷匮也...再从这个思路做进一步的延伸，也就是说，我们需要设计一个结构，这个结构可以包含它自身这种类型以及它的单个元素类型。最关键的一点就是，假定我是一个容器，我里面的元素可以是一层一层套的。于是这就引出了这么一种设计，composite pattern.

我们先看看它的类图：

 

这个类图中间最取巧的一点就在于Composite这个类和Component类之间的关系。Composite首先和它有一个继承关系。另外一个Leaf类和Component也是同样的继承关系。另外，Composite与Component有一个可能的1对多的聚合或者组合关系。这意味着我一个Composite类可以包含有多个Component对象。因为前面提到的继承关系，所以我包含的可以是具体的Leaf对象，也可以是Composite对象。看到没？在这里，我们就引出了一个Composite可以包含有Composite关系的设计来了。和前面提到的我们一个目录可以包含另外一个目录，或者一个容器包含另外一个容器的说法是不是一样的呢？

牵一发而动全身

    实际上，如果我们可以对目录和文件做建模的话，可以做一个类似与如下的设计。我们可以定义一个抽象的File类，然后定义具体的ConcreteFile和Directory类来继承它。借鉴Composite pattern的思路，可以设计成如下图：

这个设计的具体实现代码就不赘述，其中的关节点就在于Composite类里面对displayName方法的实现。因为是一个组合类，它这个方法的实现方式类似如下：

 

public void displayName()
{
        for(File file : getChild())
            file.displayName();
}

 它相当于将自己的方法又委托给自己的子元素了。

这种手法还有一个好处就是，当我们使用的时候，似乎只是针对一个File对象调用了displayName的方法，实际上它内部是针对所有的元素作了遍历的，可谓牵一发而动全身。

两种思路的区别

    我们现在回过头来看前面两种遍历的思路。其实第一种是将树中间的元素作了区分，需要在代码里判断是否为目录，如果为普通文件则显示名字，否则就要递归调用。至少在代码里，我们是需要用if else这样的代码来做个区分的。而第二种思路由于通过继承，我们可以说处理的都是Component，利用面向对象的特性，不需要用if else来判断了。从使用的角度来说看起来composite和leaf之间是相互可替换的。因为他们从component这个角度来说是一样的。

 

和Decorator Pattern之间的相似点以及区别

        如果我们前面看到过Decorator pattern的话，第一感觉会觉得他们两个模式之间关系比较密切，看起来差别不大。下面是decorator pattern的类图：

其实，他们的差别主要在一下几个方面：

1：Decorator pattern主要是针对一个对象进行多重包装，所以其中的decorator和component之间基本上是1对1的关系。而composite pattern主要是体现出一个1对多的关系，更多的体现出层级的结构化。

2： Decorator pattern需要对一个decorator来继承出若干包装类，而composite不体现出要在原有元素的基础上进行什么特性的修改或增强，只是一个纯粹的对象组合，所以它的composite类就没有定义任何继承。