认真学习设计模式之组合模式(Composite Pattern)

原创

程序员小默 2022-06-09 02:09:43 ©著作权

文章标签 组合模式 ide 子节点 文章分类 Java 后端开发

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【1】概述

组合模式（Composite Pattern），又叫部分整体模式，它创建了对象组的树形结构，将对象组合成树状结构以表示“整体-部分”的层次关系。组合模式依据树形结构来组合对象，用来表示部分以及整体层次。

这种类型的设计模式属于结构型模式。

组合模式使得用户对单个对象和组合对象的访问具有一致性，即：组合能让客户以一致的方式处理个别对象以及组合对象。

① 三大组件

认真学习设计模式之组合模式(Composite Pattern)_子节点

Component :这是组合中对象声明接口，在适当情况下，实现所有类共有的接口默认行为,用于访问和管理Component 子部件, Component 可以是抽象类或者接口

Leaf : 在组合中表示叶子节点，叶子节点没有子节点，其定义组合内元素的行为。

Composite :非叶子节点，用于存储子部件，在Component 接口中实现子部件的相关操作，比如增加(add),删除，但是可能没有子结点（组件元素）行为。

【2】应用案例

编写程序展示一个学校院系结构：需求是这样，要在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系。

认真学习设计模式之组合模式(Composite Pattern)_组合模式_02
传统方案可能按照学校-学院-系别处理。将学院看做是学校的子类，系是学院的子类，这样实际上是站在组织大小来进行分层次的。实际上我们的要求是：在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系，因此这种方案，不能很好实现的管理的操作，比如对学院、系的添加，删除，遍历等

解决方案：把学校、院、系都看做是组织结构，他们之间没有继承的关系，而是一个树形结构，可以更好的实现管理操作 => 组合模式。

① 顶层组件OrganizationComponent

public abstract class OrganizationComponent {

  private String name; // 名字
  private String des; // 说明
  
  protected  void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
    //默认实现
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
  
  protected  void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
    //默认实现
    throw new UnsupportedOperationException();
  }

  //构造器
  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, 子类都需要实现
  protected abstract void print();
  
}

② Composite组件

//University 就是 Composite , 可以管理College
public class University extends OrganizationComponent {

  List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<OrganizationComponent>();

  // 构造器
  public University(String name, String des) {
    super(name, des);
  }

  // 重写add
  @Override
  protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
    organizationComponents.add(organizationComponent);
  }

  // 重写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，就是输出University 包含的学院
  @Override
  protected void print() {
    System.out.println("--------------" + getName() + "--------------");
    //遍历 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>();

  // 构造器
  public College(String name, String des) {
    super(name, des);
  }

  // 重写add
  @Override
  protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
    //  将来实际业务中，Colleage 的 add 和  University add 不一定完全一样
    organizationComponents.add(organizationComponent);
  }

  // 重写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，就是输出University 包含的学院
  @Override
  protected void print() {
    System.out.println("--------------" + getName() + "--------------");
    //遍历 organizationComponents 
    for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {
      organizationComponent.print();
    }
  }

}

③ 叶子节点

public class Department extends OrganizationComponent {
  //没有集合
  public Department(String name, String des) {
    super(name, des);
  }

  //add , remove 就不用写了，因为他是叶子节点
  @Override
  public String getName() {
    return super.getName();
  }
  
  @Override
  public String getDes() {
    return super.getDes();
  }
  @Override
  protected void print() {
    System.out.println(getName());
  }
}

④ 客户端测试

public class Client {

  public static void main(String[] args) {
    
    //从大到小创建对象 学校
    OrganizationComponent university = new University("清华大学", " 中国顶级大学 ");
    
    //创建 学院
    OrganizationComponent computerCollege = new College("计算机学院", " 计算机学院 ");
    OrganizationComponent infoEngineercollege = new College("信息工程学院", " 信息工程学院 ");
    
    
    //创建各个学院下面的系(专业)
    computerCollege.add(new Department("软件工程", " 软件工程不错 "));
    computerCollege.add(new Department("网络工程", " 网络工程不错 "));
    computerCollege.add(new Department("计算机科学与技术", " 计算机科学与技术是老牌的专业 "));
    
    //
    infoEngineercollege.add(new Department("通信工程", " 通信工程不好学 "));
    infoEngineercollege.add(new Department("信息工程", " 信息工程好学 "));
    
    //将学院加入到 学校
    university.add(computerCollege);
    university.add(infoEngineercollege);
    
    //university.print();
    infoEngineercollege.print();
  }

}