Java设计模式中组合模式应用详解

编程是一门艺术,大批量的改动显然是非常丑陋的做法,用心的琢磨写的代码让它变的更美观。

在现实生活中,存在很多“部分-整体”的关系,例如,大学中的部门与学院、总公司中的部门与分公司、学习用品中的书与书包等。

在软件开发中也是这样,例如,文件系统中的文件与文件夹、窗体程序中的简单控件与容器控件等。对这些简单对象与复合对象的处理,如果用组合模式来实现会很方便。

1.组合设计模式定义

组合(Composite Pattern)设计模式的定义:有时又叫作整体-部分(Part-Whole)模式,它是一种将对象组合成树状的层次结构的模式,用来表示“整体-部分”的关系,使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。

组合模式一般用来描述整体与部分的关系,它将对象组织到树形结构中,顶层的节点被称为根节点,根节点下面可以包含树枝节点和叶子节点,树枝节点下面又可以包含树枝节点和叶子节点。

2.组合设计模式的优点与不足

组合模式的主要优点有:

  • 组合模式使得客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象,无须关心自己处理的是单个对象,还是组合对象,这简化了客户端代码;
  • 更容易在组合体内加入新的对象,客户端不会因为加入了新的对象而更改源代码,满足“开闭原则”;

其主要不足是:

  • 设计较复杂,客户端需要花更多时间理清类之间的层次关系;
  • 不容易限制容器中的构件;
  • 不容易用继承的方法来增加构件的新功能;

3.组合模式的实现思路

组合模式包含以下主要角色:

  • 抽象构件(Component)角色:它的主要作用是为树叶构件和树枝构件声明公共接口,并实现它们的默认行为。在透明式的组合模式中抽象构件还声明访问和管理子类的接口;在安全式的组合模式中不声明访问和管理子类的接口,管理工作由树枝构件完成。(总的抽象类或接口,定义一些通用的方法,比如新增、删除)
  • 树叶构件(Leaf)角色:是组合中的叶节点对象,它没有子节点,用于继承或实现抽象构件。
  • 树枝构件(Composite)角色 / 中间构件:是组合中的分支节点对象,它有子节点,用于继承和实现抽象构件。它的主要作用是存储和管理子部件,通常包含 Add()、Remove()、GetChild() 等方法。

4.组合设计模式代码示例

场景介绍:将地区区域分级表示,使用其他的方式很难将层次结构表达清楚,使用组合设计模式就非常方便。

public abstract class Node {
 private String name;
 public Node(String name){
 this.name = name;
 }
 /**
 * 获取子节点
 * @return
 */
 public abstract List<Node> getChildren();
 public String getName() {
 return name;
 }
}
/**
 * 叶子节点
 */
public class LeafNode extends Node{
 public LeafNode(String name) {
 super(name);
 }
 @Override
 public List<Node> getChildren() {
 return null;
 }
}
/**
 * 区节点
 */
public class DistrictNode extends Node{
 private List<Node> children = new ArrayList<>();
 public DistrictNode(String name) {
 super(name);
 }
 @Override
 public List<Node> getChildren() {
 return children;
 }
 public void addChild(Node node){
 children.add(node);
 }
 public void delChild(int i){
 children.remove(i);
 }
}
 public static void main(String[] args) {
 //根目录
 DistrictNode root = new DistrictNode("root");
 //一线目录
 root.addChild(new DistrictNode("shang hai"));
 root.addChild(new DistrictNode("tian jin"));
 DistrictNode districtNode = new DistrictNode("bei jing");
 root.addChild(districtNode);
 //二级目录
 districtNode.addChild(new DistrictNode("hai dian qu"));
 districtNode.addChild(new DistrictNode("xi cheng qu"));
 DistrictNode districtNode2 = new DistrictNode("chao yang qu");
 districtNode.addChild(districtNode2);
 //三级目录
 districtNode2.addChild(new LeafNode("san li tun "));
 districtNode2.addChild(new LeafNode("guo mao"));
 System.out.println(JsonOutput.toJson(root));
 }

使用组合模式,很清晰的将分层的数据进行组织,以后遇到类似这样的数据,可以采用这个方式处理。

5.组合设计模式应用场景

前面分析了组合模式的结构与特点,下面分析它适用的以下应用场景。

  • 在需要表示一个对象整体与部分的层次结构的场合。
  • 要求对用户隐藏组合对象与单个对象的不同,用户可以用统一的接口使用组合结构中的所有对象的场合。
作者:lpf_wei原文地址:https://blog.csdn.net/u014078003/article/details/125883322

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