Java设计模式中组合模式应用详解

时间:2022-11-26 lpf_wei 人气:1

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。

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