设计模式之组合模式

2020-03-17

字数统计: 1.4k字 | 阅读时长≈ 5分

介绍

组合模式（Composite Pattern），又叫部分整体模式，是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。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，它创建了对象组的树形结构。
这种模式创建了一个包含自己对象组的类。该类提供了修改相同对象组的方式。

意图：将对象组合成树形结构以表示”部分-整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

主要解决：它在我们树型结构的问题中，模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以像处理简单元素一样来处理复杂元素，从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。

何时使用：

想表示对象的部分-整体层次结构（树形结构）
希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象。

如何解决：树枝和叶子实现统一接口，树枝内部组合该接口

关键代码：树枝内部组合该接口，并且含有内部属性List，里面放Component

应用实例：

算术表达式包括操作数、操作符和另一个操作数，其中，另一个操作符也可以是操作数、操作符和另一个操作数
在 JAVA AWT 和 SWING 中，对于 Button 和 Checkbox 是树叶，Container 是树枝。

优点：

高层模块调用简单
节点自由增加

缺点：
在使用组合模式时，其叶子和树枝的声明都是实现类，而不是接口，违反了依赖倒置原则。

简单的来说：就是A类中包含了很多B类，B类中包含了很多C类，然而它们都是一个接口的实现类，可以用一个类来统一操作它们。

A类中包含课程100、种类5
B类中包含课程20、种类1
C类中包含课程3、种类2；
它们的属性及方法是相同的，但是呈现依次包含的关系

组合模式，就是在一个对象中包含其他对象，这些被包含的对象可能是终点对象（不再包含别的对象），也有可能是非终点对象（其内部还包含其他对象，或叫组对象），我们将对象称为节点，即一个根节点包含许多子节点，这些子节点有的不再包含子节点，而有的仍然包含子节点，以此类推。
所谓组合模式，其实说的是对象包含对象的问题，通过组合的方式（在对象内部引用对象）来进行布局，我认为这种组合是区别于继承的，而另一层含义是指树形结构子节点的抽象（将叶子节点与数枝节点抽象为子节点），区别于普通的分别定义叶子节点与数枝节点的方式

实例

创建一个CatalogComponent类，定义一些方法；然后创建两个子类分别继承CatalogComponent类，重写了一些方法，这些方法的参数都是CatalogComponent类型，从而形成了树状组合关系

UML类图

composite

1、创建根节点

public 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(CatalogComponent catalogComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException("不支持获取名称操作");
    }

    public double getPrice(CatalogComponent catalogComponent) {
        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");
    }
}

可以看到，根节点的各个方法的参数均为根节点类型，这是树状结构的基础

2、创建叶子节点

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(CatalogComponent catalogComponent) {
        return this.name;
    }

    @Override
    public double getPrice(CatalogComponent catalogComponent) {
        return this.price;
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println("Course Name:"+name+" Price:"+price);
    }
}

public class CourseCatalog extends CatalogComponent {
    private List<CatalogComponent> items = new ArrayList<CatalogComponent>();
    private String name;

    public CourseCatalog(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String getName(CatalogComponent catalogComponent) {
        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() {
        for(CatalogComponent catalogComponent:items) {
            if(this.items instanceof List){
                for(int i=0;i<3;i++){
                    System.out.print(" ");
                }
            }
            catalogComponent.print();
        }
    }
}

各个叶子结点重写了根节点的方法，但是方法参数不会改变。

3、测试组合模式

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        CatalogComponent linuxCourse = new Course("Linux课程", 11);
        CatalogComponent windowsCourse = new Course("windows课程", 10);

        CatalogComponent javaCourseCatalog = new CourseCatalog("java课程目录");

        CatalogComponent mmallCourse1 = new Course("java电商一期", 65);
        CatalogComponent mmallCourse2 = new Course("java电商二期", 66);
        CatalogComponent designPattern = new Course("java设计模式", 66);

        javaCourseCatalog.add(mmallCourse1);
        javaCourseCatalog.add(mmallCourse2);
        javaCourseCatalog.add(designPattern);

        CatalogComponent imoocMainCourseCatalog = new CourseCatalog("慕课网课程主目录");
        imoocMainCourseCatalog.add(linuxCourse);
        imoocMainCourseCatalog.add(windowsCourse);
        imoocMainCourseCatalog.add(javaCourseCatalog);

        imoocMainCourseCatalog.print();
        System.out.println("分割线");
        javaCourseCatalog.print();
    }
}

4、输出结果

   Course Name:Linux课程 Price:11.0
   Course Name:windows课程 Price:10.0
      Course Name:java电商一期 Price:65.0
   Course Name:java电商二期 Price:66.0
   Course Name:java设计模式 Price:66.0
分割线
   Course Name:java电商一期 Price:65.0
   Course Name:java电商二期 Price:66.0
   Course Name:java设计模式 Price:66.0

Process finished with exit code 0

参考

组合模式

本文作者： xczll
本文链接： https://xczllgit.github.io/2020/03/17/designPattern/2020-03-17-compositePattern/
版权声明： 本博客所有文章除特别声明外，均采用 MIT 许可协议。转载请注明出处！