设计模式-组合模式(Composite Pattern)
原创
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组合模式
定义
Compose objects into tree structures to represent part-whole hierarchies. Composite let client treat individual objects and compositions of objects uniformly.
将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构,使得用户对于单个对象和组合对象的使用具有一致性。
类型
结构性。
模式讲解
抽象根节点(Component):定义系统各层对象的共有方法和属性,可以预先定义一些默认行为和属性。
树枝节点(Composite):定义树枝节点的行为,还需要存储子节点,组合树枝节点和叶子节点形成一个树形结构。
叶子节点(Leaf):叶子节点对象,其下再无分支,是系统层次遍历的最小单位。
例子
这里的例子是一个课程目录例子,比如主课程目录中有Java课程目录、Python课程目录等,而Java课程目录中还有Java设计模式课程、Java虚拟机课程、SpringBoot框架课程等等更细分的课程,或者还有其他Java课程子目录。
CatalogComponent类(抽象类,目录组件类),是抽象根节点(Component),预先定义了一些默认行为和属性。
package com.kaven.design.pattern.structural.composite;
public abstract class CatalogComponent {
public void add(CatalogComponent catalogComponent){
throw new UnsupportedOperationException("不支持添加操作");
}
public void remove(CatalogComponent catalogComponent){
throw new UnsupportedOperationException("不支持删除操作");
}
public String getName(){
throw new UnsupportedOperationException("不支持获取名称操作");
}
public double getPrice(){
throw new UnsupportedOperationException("不支持获取价格操作");
}
public void print(){
throw new UnsupportedOperationException("不支持打印操作");
}
}
Course类(课程类),继承了CatalogComponent类,并且重写了它需要的方法,是叶子节点(Leaf)。
package com.kaven.design.pattern.structural.composite;
public class Course extends CatalogComponent {
private String name;
private double price;
public Course(String name, double price) {
this.name = name;
this.price = price;
}
@Override
public String getName() {
return this.name;
}
@Override
public double getPrice() {
return this.price;
}
@Override
public void print() {
System.out.println("Course Name:"+name+" Price:"+price);
}
}
CourseCatalog类(课程目录类),继承了CatalogComponent类,也重写了它需要的方法,因为它是目录(树枝节点),所以它有一个容器private List<CatalogComponent> items = new ArrayList<CatalogComponent>()
,用来存储课程(叶子节点),所以它是是树枝节点(Composite)。
level是目录的级数
,方便打印目录结构。
package com.kaven.design.pattern.structural.composite;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class CourseCatalog extends CatalogComponent {
private List<CatalogComponent> items = new ArrayList<CatalogComponent>();
private String name;
private Integer level;
public CourseCatalog(String name, Integer level) {
this.name = name;
this.level = level;
}
@Override
public String getName() {
return this.name;
}
@Override
public void add(CatalogComponent catalogComponent) {
items.add(catalogComponent);
}
@Override
public void remove(CatalogComponent catalogComponent) {
items.remove(catalogComponent);
}
@Override
public void print() {
System.out.println(this.name);
for(CatalogComponent catalogComponent : items){
if(level != null){
for (int i = 0; i < this.level; i++) {
System.out.print(" ");
}
}
catalogComponent.print();
}
}
}
应用层代码:
package com.kaven.design.pattern.structural.composite;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
CatalogComponent linuxCourse = new Course("Linux课程",11);
CatalogComponent windowsCourse = new Course("Windows课程",12);
CatalogComponent javaCourseCatalog = new CourseCatalog("Java课程目录",2);
CatalogComponent designPattern = new Course("Java设计模式",20);
CatalogComponent springboot = new Course("springboot框架",17);
CatalogComponent springcloud = new Course("springcloud框架",19);
javaCourseCatalog.add(designPattern);
javaCourseCatalog.add(springboot);
javaCourseCatalog.add(springcloud);
CatalogComponent mainCourseCatalog = new CourseCatalog("课程主目录",1);
mainCourseCatalog.add(linuxCourse);
mainCourseCatalog.add(windowsCourse);
mainCourseCatalog.add(javaCourseCatalog);
mainCourseCatalog.print();
}
}
输出:
课程主目录
Course Name:Linux课程 Price:11.0
Course Name:Windows课程 Price:12.0
Java课程目录
Course Name:Java设计模式 Price:20.0
Course Name:springboot框架 Price:17.0
Course Name:springcloud框架 Price:19.0
这里便完成了一个简单的组合模式例子。
适用场景
- 系统对象层次具备整体和部分,呈树形结构,且要求具备统一行为(如树形菜单、操作系统目录结构等)。
- 从一个整体中能够独立出部分模块或功能的场景。
优点
- 组合模式屏蔽了对象系统的层次差异性(树节点和叶子节点为不同类型),将应用层代码与复杂的容器对象解耦,使得应用层可以忽略层次间的差异,使用一致的行为控制不同层次。
- 组合模式可以很方便地增加
树枝节点
和叶子节点
对象,并对现有类库无侵入,符合开闭原则
。 - 一棵树形结构中的所有节点都是Component,局部和整体对调用者来说没有任何区别,高层模块不必关心自己处理的是单个对象还是整个组合结构。
- 节点自由增加。
缺点
- 如果类系统(树形结构)过于庞大,虽然对不同层次都提供一致性操作,但应用层仍需花费时间理清类之间的层次关系。
- 使用组合模式时,其叶子节点和树枝节点的声明都是实现类,而不是接口,违反了
依赖倒置原则
。
设计模式的七大原则
如果有说错的地方,请大家不吝赐教(记得留言哦~~~~)。