Java結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式之組合模式Composite Pattern詳解

更新時(shí)間：2022年11月02日 08:35:41 作者：流煙默

組合模式，又叫部分整體模式，它創(chuàng)建了對(duì)象組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合模式使得用戶對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的訪問具有一致性。本文將通過示例為大家詳細(xì)介紹一下組合模式，需要的可以參考一下

概述

組合模式（Composite Pattern），又叫部分整體模式，它創(chuàng)建了對(duì)象組的樹形結(jié)構(gòu)，將對(duì)象組合成樹狀結(jié)構(gòu)以表示“整體-部分”的層次關(guān)系。組合模式依據(jù)樹形結(jié)構(gòu)來組合對(duì)象，用來表示部分以及整體層次。

這種類型的設(shè)計(jì)模式屬于結(jié)構(gòu)型模式。

組合模式使得用戶對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的訪問具有一致性，即：組合能讓客戶以一致的方式處理個(gè)別對(duì)象以及組合對(duì)象。

三大組件

Component :這是組合中對(duì)象聲明接口，在適當(dāng)情況下，實(shí)現(xiàn)所有類共有的接口默認(rèn)行為,用于訪問和管理Component 子部件, Component 可以是抽象類或者接口

Leaf : 在組合中表示葉子節(jié)點(diǎn)，葉子節(jié)點(diǎn)沒有子節(jié)點(diǎn)，其定義組合內(nèi)元素的行為。

Composite :非葉子節(jié)點(diǎn)，用于存儲(chǔ)子部件，在Component 接口中實(shí)現(xiàn)子部件的相關(guān)操作，比如增加(add),刪除，但是可能沒有子結(jié)點(diǎn)（組件元素）行為。

應(yīng)用案例

編寫程序展示一個(gè)學(xué)校院系結(jié)構(gòu)：需求是這樣，要在一個(gè)頁(yè)面中展示出學(xué)校的院系組成，一個(gè)學(xué)校有多個(gè)學(xué)院，一個(gè)學(xué)院有多個(gè)系。

傳統(tǒng)方案可能按照學(xué)校-學(xué)院-系別處理。將學(xué)院看做是學(xué)校的子類，系是學(xué)院的子類，這樣實(shí)際上是站在組織大小來進(jìn)行分層次的。實(shí)際上我們的要求是：在一個(gè)頁(yè)面中展示出學(xué)校的院系組成，一個(gè)學(xué)校有多個(gè)學(xué)院，一個(gè)學(xué)院有多個(gè)系，因此這種方案，不能很好實(shí)現(xiàn)的管理的操作，比如對(duì)學(xué)院、系的添加，刪除，遍歷等

解決方案：把學(xué)校、院、系都看做是組織結(jié)構(gòu)，他們之間沒有繼承的關(guān)系，而是一個(gè)樹形結(jié)構(gòu)，可以更好的實(shí)現(xiàn)管理操作 => 組合模式。

頂層組件OrganizationComponent

public abstract class OrganizationComponent {
	private String name; // 名字
	private String des; // 說明
	protected  void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
		//默認(rèn)實(shí)現(xiàn)
		throw new UnsupportedOperationException();
	}
	protected  void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
		//默認(rèn)實(shí)現(xiàn)
		throw new UnsupportedOperationException();
	}
	//構(gòu)造器
	public OrganizationComponent(String name, String des) {
		super();
		this.name = name;
		this.des = des;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public String getDes() {
		return des;
	public void setDes(String des) {
		this.des = des;
	}
	//方法print, 做成抽象的, 子類都需要實(shí)現(xiàn)
	protected abstract void print();
}

Composite組件

//University 就是 Composite , 可以管理College
public class University extends OrganizationComponent {
	List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<OrganizationComponent>();
	// 構(gòu)造器
	public University(String name, String des) {
		super(name, des);
	}
	// 重寫add
	@Override
	protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
		organizationComponents.add(organizationComponent);
	}
	// 重寫remove
	@Override
	protected void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
		organizationComponents.remove(organizationComponent);
	}
	@Override
	public String getName() {
		return super.getName();
	}
	@Override
	public String getDes() {
		return super.getDes();
	}
	// print方法，就是輸出University 包含的學(xué)院
	@Override
	protected void print() {
		System.out.println("--------------" + getName() + "--------------");
		//遍歷 organizationComponents 
		for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {
			organizationComponent.print();
		}
	}
}
// 可以管理Department
public class College extends OrganizationComponent {
	//List 中 存放的Department
	List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<OrganizationComponent>();
	// 構(gòu)造器
	public College(String name, String des) {
		super(name, des);
	}
	// 重寫add
	@Override
	protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
		//  將來實(shí)際業(yè)務(wù)中，Colleage 的 add 和  University add 不一定完全一樣
		organizationComponents.add(organizationComponent);
	}
	// 重寫remove
	@Override
	protected void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
		organizationComponents.remove(organizationComponent);
	}
	@Override
	public String getName() {
		return super.getName();
	}
	@Override
	public String getDes() {
		return super.getDes();
	}
	// print方法，就是輸出University 包含的學(xué)院
	@Override
	protected void print() {
		System.out.println("--------------" + getName() + "--------------");
		//遍歷 organizationComponents 
		for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {
			organizationComponent.print();
		}
	}
}

葉子節(jié)點(diǎn)

public class Department extends OrganizationComponent {
	//沒有集合
	public Department(String name, String des) {
		super(name, des);
	}
	//add , remove 就不用寫了，因?yàn)樗侨~子節(jié)點(diǎn)
	@Override
	public String getName() {
		return super.getName();
	}
	@Override
	public String getDes() {
		return super.getDes();
	}
	@Override
	protected void print() {
		System.out.println(getName());
	}
}

客戶端測(cè)試

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		//從大到小創(chuàng)建對(duì)象 學(xué)校
		OrganizationComponent university = new University("清華大學(xué)", " 中國(guó)頂級(jí)大學(xué) ");
		//創(chuàng)建 學(xué)院
		OrganizationComponent computerCollege = new College("計(jì)算機(jī)學(xué)院", " 計(jì)算機(jī)學(xué)院 ");
		OrganizationComponent infoEngineercollege = new College("信息工程學(xué)院", " 信息工程學(xué)院 ");
		//創(chuàng)建各個(gè)學(xué)院下面的系(專業(yè))
		computerCollege.add(new Department("軟件工程", " 軟件工程不錯(cuò) "));
		computerCollege.add(new Department("網(wǎng)絡(luò)工程", " 網(wǎng)絡(luò)工程不錯(cuò) "));
		computerCollege.add(new Department("計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)", " 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是老牌的專業(yè) "));
		infoEngineercollege.add(new Department("通信工程", " 通信工程不好學(xué) "));
		infoEngineercollege.add(new Department("信息工程", " 信息工程好學(xué) "));
		//將學(xué)院加入到 學(xué)校
		university.add(computerCollege);
		university.add(infoEngineercollege);
		//university.print();
		infoEngineercollege.print();
	}
}

UML類圖

總結(jié)

組合模式可以簡(jiǎn)化客戶端操作。客戶端只需要面對(duì)一致的對(duì)象而不用考慮整體部分或者節(jié)點(diǎn)葉子的問題。

具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性。當(dāng)我們要更改組合對(duì)象時(shí)，我們只需要調(diào)整內(nèi)部的層次關(guān)系，客戶端不用做出任何改動(dòng)。

方便創(chuàng)建出復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)?？蛻舳瞬挥美頃?huì)組合里面的組成細(xì)節(jié)，容易添加節(jié)點(diǎn)或者葉子從而創(chuàng)建出復(fù)雜的樹形結(jié)構(gòu)。

需要遍歷組織機(jī)構(gòu)，或者處理的對(duì)象具有樹形結(jié)構(gòu)時(shí), 非常適合使用組合模式.

要求較高的抽象性，如果節(jié)點(diǎn)和葉子有很多差異性的話，比如很多方法和屬性都不一樣，不適合使用組合模式。

Java 的集合類-HashMap 就使用了組合模式。

到此這篇關(guān)于Java結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式之組合模式Composite Pattern詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java Composite Pattern內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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