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Malinkang's Notes

组合模式

组合模式¶

分类：结构型模式。

类结构¶

classDiagram
    direction TB
    class Client
    class Component {
        <<interface>>
        +operation()
    }
    class Leaf {
        +operation()
    }
    class Composite {
        +operation()
        +add(child)
        +remove(child)
    }
    Component <|.. Leaf
    Component <|.. Composite
    Composite o-- "0..*" Component : 子组件
    Client ..> Component : 使用

角色定义¶

角色	定义
Client（客户端）	通过组件接口统一调用单个叶子或组合对象的操作。
Component（组件接口）	只定义叶子与组合共有的业务操作，不要求叶子实现子节点管理方法。
Leaf（叶子）	实现组件操作，表示不包含子节点的基本对象。
Composite（组合节点）	实现组件操作并递归委托给子组件；聚合零个或多个组件，子组件可以是叶子或组合节点。仅此角色提供添加、移除子节点的方法，图中聚合不限定子节点生命周期。

Head First 示例：菜单中嵌套子菜单¶

《Head First 设计模式》第 9 章将餐厅菜单组织成树：总菜单包含早餐、午餐和晚餐菜单，午餐菜单还能包含甜点子菜单，最末端才是具体菜品。这里核对的是作者 2020 年第二版配套代码 composite/menu；该固定版本的实际目录名是单数 menu。服务员只持有根节点，通过一次 printMenu() 打印整棵菜单树。

本例与上方通用图的安全式组合略有不同：抽象类 MenuComponent 同时提供业务查询和 add()、remove()、getChild()，使叶子与组合节点拥有统一接口，属于透明式组合。这些方法默认抛出 UnsupportedOperationException；Menu 覆盖子节点管理方法，MenuItem 保留这些默认实现，因此对菜品调用 add() 虽能通过类型检查，运行时仍会失败。

具体类名	对应角色	职责
`MenuComponent`	抽象组件	统一菜单和菜品的查询、打印及子节点管理方法，默认拒绝不支持的操作。
`Menu`	组合节点	用 `menuComponents` 保存子组件，提供增删查，并在 `print()` 中递归打印子组件。
`MenuItem`	叶子	保存菜名、描述、素食标记和价格，打印单个菜品，不管理子节点。
`Waitress`	客户端	持有 `MenuComponent allMenus`，将 `printMenu()` 委托给根节点的 `print()`。
`MenuTestDrive`	组装入口	创建总菜单、各级子菜单和菜品，再把总菜单交给服务员。

示例 UML¶

classDiagram
    direction TB
    class MenuComponent {
        <<abstract>>
        +add(MenuComponent menuComponent)
        +remove(MenuComponent menuComponent)
        +getChild(int i) MenuComponent
        +getName() String
        +getPrice() double
        +isVegetarian() boolean
        +print()
    }
    class Menu {
        ArrayList~MenuComponent~ menuComponents
        +add(MenuComponent menuComponent)
        +remove(MenuComponent menuComponent)
        +getChild(int i) MenuComponent
        +print()
    }
    class MenuItem {
        String name
        boolean vegetarian
        double price
        +getPrice() double
        +isVegetarian() boolean
        +print()
    }
    class Waitress {
        MenuComponent allMenus
        +printMenu()
    }
    class MenuTestDrive {
        +main(String[] args)$
    }
    MenuComponent <|-- Menu
    MenuComponent <|-- MenuItem
    Menu o-- "0..*" MenuComponent : menuComponents
    Waitress --> MenuComponent : allMenus 根节点
    MenuTestDrive ..> Menu : 组装菜单层级
    MenuTestDrive ..> MenuItem : 添加菜品
    MenuTestDrive ..> Waitress : 传入根节点

图中省略构造器、部分描述字段与查询方法，以及 ArrayList、Iterator 的库类型节点。这里选取菜单自身递归打印的版本，不引入另一个 composite/menuiterator 示例包中的组合迭代器。聚合关系表示子组件集合，不额外宣称源码强制独占子节点或统一销毁其生命周期。

协作过程¶

MenuTestDrive 创建 allMenus，加入早餐、午餐和晚餐菜单，再把 dessertMenu 加入午餐菜单 dinerMenu。
各级 Menu.add() 将 MenuItem 或另一个 Menu 保存进同一个 menuComponents 集合；甜点菜品保存在 dessertMenu 中。
入口把 allMenus 传给 Waitress，调用 printMenu()；服务员只调用根组件的 print()。
每个 Menu.print() 先打印自身信息，再遍历子组件并调用它们的 print()。遇到子菜单继续递归，遇到 MenuItem 就打印菜品信息，完成整棵树的输出。

固定版本源码：

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