java 组合模式解决问题

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mob64ca1416b5a8 2024-07-09 14:43:53

文章标签 java 组合模式解决问题组合模式二叉树 java设计模式子节点 文章分类 Java 后端开发

对于树形结构，当容器对象（如文件夹）的某一个方法被调用时，将遍历整个树形结构，寻找也包含这个方法的成员对象（可以是容器对象，也可以是叶子对象）并调用执行，牵一而动百，其中使用了递归调用的机制来对整个结构进行处理。由于容器对象和叶子对象在功能上的区别，在使用这些对象的代码中必须有区别地对待容器对象和叶子对象，而实际上大多数情况下我们希望一致地处理它们，因为对于这些对象的区别对待将会使得程序非常复杂。组合模式为解决此类问题而诞生，它可以让叶子对象和容器对象的使用具有一致性。

定义：组合模式(Composite Pattern)：组合多个对象形成树形结构以表示具有“整体—部分”关系的层次结构。组合模式对单个对象（即叶子对象）和组合对象（即容器对象）的使用具有一致性，组合模式又可以称为“整体—部分”(Part-Whole)模式，它是一种对象结构型模式。

结构：

Component（抽象构件）：它可以是接口或抽象类，为叶子构件和容器构件对象声明接口，在该角色中可以包含所有子类共有行为的声明和实现。在抽象构件中定义了访问及管理它的子构件的方法，如增加子构件、删除子构件、获取子构件等。
Leaf（叶子构件）：它在组合结构中表示叶子节点对象，叶子节点没有子节点，它实现了在抽象构件中定义的行为。对于那些访问及管理子构件的方法，可以通过异常等方式进行处理。
Composite（容器构件）：它在组合结构中表示容器节点对象，容器节点包含子节点，其子节点可以是叶子节点，也可以是容器节点，它提供一个集合用于存储子节点，实现了在抽象构件中定义的行为，包括那些访问及管理子构件的方法，在其业务方法中可以递归调用其子节点的业务方法。

UML图：

java 组合模式解决问题_组合模式

场景：打印一家公司的员工信息，该公司员工结构如图所示：

java 组合模式解决问题_二叉树_02

代码分析：

public abstract class Component { 
 
     
 private String  
 name; 
 
     
 private String  
 position; 
 
     
 public Component(String name,String position){ 
 
         
 this. 
 name = name; 
 
         
 this. 
 position = position; 
 
     } 
 
     
 public String getInfo(){ 
 
         String info =  
 ""; 
 
         info = info+ 
 " 
 姓名： 
 "+ 
 this. 
 name+ 
 ", 
 职位： 
 "+ 
 this. 
 position; 
 
         
 return info; 
 
     } 
 
 }

public class Composite  
 extends Component{ 
 
     
 private List<Component>  
 list =  
 new ArrayList<Component>(); 
 
     
 public Composite(String name, String position) { 
 
         
 super(name, position); 
 
     } 
 

     
 /** 
      *  
 添加子节点 
       
 *  
 @param  
 component 
       
 */ 
     
  public void addChild(Component component){ 
 
         
 this. 
 list.add(component); 
 
     } 
 

     
 /** 
      *  
 移除子节点 
       
 *  
 @param  
 component 
       
 */ 
     
  public void removeChild(Component component){ 
 
         
 this. 
 list.remove(component); 
 
     } 
 

     
 /** 
      *  
 获取子节点集合 
       
 *  
 @return 
       
 */ 
     
  public List<Component> getChildList(){ 
 
         
 return this. 
 list; 
 
     } 
 
 } 
  

 
public class Leaf  
 extends Component { 
 
     
 public Leaf(String name, String position) { 
 
         
 super(name, position); 
 
     }

客户端：

// 
 产生一个根节点 
     Composite ceo =  
 new Composite( 
 " 
 安迪 
 ",  
 "CEO"); 
 

     
 //  
 产生两个部门经理 
     Composite money =  
 new Composite( 
 " 
 小关 
 ",  
 " 
 财务经理 
 "); 
 
     Composite hr =  
 new Composite( 
 " 
 小樊 
 ",  
 "HR 
 经理 
 "); 
 

     
 //  
 产生 
 HR 
 部门的员工 
     Leaf hr_01 =  
 new Leaf( 
 " 
 小邱 
 ",  
 "HR 
 组员工 
 "); 
 
     Leaf hr_02 =  
 new Leaf( 
 " 
 小张 
 ",  
 "HR 
 组员工 
 "); 
 

     
 //  
 产生财务部门的员工 
     Leaf m_01 =  
 new Leaf( 
 " 
 小王 
 ",  
 " 
 财务组员工 
 "); 
 
     Leaf m_02 =  
 new Leaf( 
 " 
 小李 
 ",  
 " 
 财务组员工 
 "); 
 

     
 //  
 进行组装 
     ceo.addChild(money); 
 
     ceo.addChild(hr); 
 

     money.addChild(m_01); 
 
     money.addChild(m_02); 
 

     hr.addChild(hr_01); 
 
     hr.addChild(hr_02); 
 

     Log. 
 d( 
 TAG, ceo.getInfo()); 
 
     String treeInfo = getTreeInfo(ceo); 
 
     Log. 
 d( 
 TAG,treeInfo); 
 
 } 
 

/** 
  *  
 遍历二叉树获取所有的信息 
   
 *  
 @param  
 composite 
   
 *  
 @return 
   
 */ 
 private String getTreeInfo(Composite composite) { 
 
     Log. 
 d( 
 TAG, 
 "getTreeInfo is start"); 
 
     List<Component> childList = composite.getChildList(); 
 
     Log. 
 d( 
 TAG,childList.size()+ 
 ""); 
 
     String info =  
 ""; 
 
     
 for (Component composite1 : childList){ 
 
         
 if (composite1  
 instanceof Leaf){ 
 
             Log. 
 d( 
 TAG, 
 "this is leaf"); 
 
             info = info + composite1.getInfo()+ 
 " 
 \n 
 "; 
 
         } 
 else{ 
 
             Log. 
 d( 
 TAG, 
 "this is composite"); 
 
             info = info+composite1.getInfo()+ 
 " 
 \n 
 "+getTreeInfo((Composite) composite1); 
 
         } 
 
     } 
 
     
 return info; 
 
 }

优点：