一起学设计模式 - 组合模式

文章目录
  1. 1. 概述
  2. 2. 案例
    1. 2.1. 透明方式
    2. 2.2. 安全方式
    3. 2.3. JDK中的用法
  3. 3. 总结
  4. 4. - 说点什么

组合模式(Composite Pattern)属于结构型模式的一种,组合多个对象形成树形结构来表示部分 - 整体的结构层次,对单个对象(叶子对象)和组合对象(容器对象)的使用具有一致性

概述

组合模式对单个对象(叶子对象)和组合对象(容器对象)具有一致性,它将对象组织到树结构中,可以用来描述整体与部分的关系。同时它也模糊了简单元素(叶子对象)和复杂元素(容器对象)的概念,使得客户能够像处理简单元素一样来处理复杂元素,从而使客户程序能够与复杂元素的内部结构解耦。

组合模式的UML图

组合设计模式的UML图

组成部分

  • Component(组合对象):为组合中的对象声明接口,在适当的情况下,实现所有类共有接口的默认行为,声明用于访问和管理其子组件的接口。
  • Leaf(叶子对象):定义组合中原始对象的行为,叶子节点下再无节点
  • Composite(容器对象):定义所有节点行为,存储子组件,在Component接口中实现与子组件有关操作,如增加(add)和删除(remove)等。

案例

在一个公司中,有5名员工。最高的职位是1名总经理。总经理下,有两名员工,一名是经理,另一名是开发人员,另外一名经理有两名开发人员在他下面工作。所有员工的名字和薪水从上到下。

树结构例如:

树形结构

透明方式

透明方式UML:

透明方式

  1. 创建Employee(组合对象)的接口文件,含基本操作
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public interface Employee {

void add(Employee employee);

void remove(Employee employee);

void print();
//省略其它方法,如 getChild
}
  1. 创建Developer(叶子节点),所有访问子项相关的所有操作都将为空,因为它没有子项,但透明方式的缘故,即使用不上也需定义空实现
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public class Developer implements Employee {

private String name;
private double salary;

public Developer(String name, double salary) {
this.name = name;
this.salary = salary;
}

@Override
public void add(Employee employee) {
//叶子节点,该方法不适用于当前类
}

@Override
public void remove(Employee employee) {
//叶子节点,该方法不适用于当前类
}

@Override
public void print() {
System.out.println("-------------");
System.out.print("Name = " + this.name);
System.out.println("\t\tSalary = " + this.salary);
System.out.println("-------------");
}
}
  1. 创建Manager(容器对象),具有访问和修改子对象的方法。
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public class Manager implements Employee {
private String name;
private double salary;

public Manager(String name, double salary) {
this.name = name;
this.salary = salary;
}

private List<Employee> employees = new ArrayList<>();

@Override
public void add(Employee employee) {
employees.add(employee);
}

@Override
public void remove(Employee employee) {
employees.remove(employee);
}

@Override
public void print() {
System.out.println("-------------");
System.out.print("Name = " + this.name);
System.out.println("\t\tSalary = " + this.salary);
System.out.println("-------------");

for (Employee employee : employees) {
employee.print();
}
}
}
  1. Client测试类
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public class Client {
public static void main(String[] args) {
Employee emp1 = new Developer("员工 - 小李", 10000);
Employee emp2 = new Developer("员工 - 小王", 15000);
Employee manager1 = new Manager("经理 - 邱东", 25000);
manager1.add(emp1);
manager1.add(emp2);
Employee emp3 = new Developer("员工 - 小唐", 20000);
Manager generalManager = new Manager("总经理 - 覃飞", 50000);
generalManager.add(emp3);
generalManager.add(manager1);
generalManager.print();
}
}
  1. 运行结果
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Name = 总经理 - 覃飞 Salary = 50000.0
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Name = 员工 - 小唐 Salary = 20000.0
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Name = 经理 - 邱东 Salary = 25000.0
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Name = 员工 - 小李 Salary = 10000.0
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Name = 员工 - 小王 Salary = 15000.0
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安全方式

安全方式UML:

安全方式

只保留公共部分,Component(组合对象)中不去申明add/remove等方法,这样Leaf(叶子对象)就不用去实现它了,而是在Composite中申明所有管理子类对象的方法,但由于这样做不够透明,相对安全

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public interface Employee {
void print();
}

JDK中的用法

  • java.util.Map#putAll(Map)
  • java.util.List#addAll(Collection)
  • java.util.Set#addAll(Collection)
  • java.nio.ByteBuffer#put(ByteBuffer) (CharBuffer, ShortBuffer, IntBuffer, LongBuffer, FloatBuffer, DoubleBuffer)

总结

  • 组合模式用于将多个对象组合成树形结构以表示整体-部分的结构层次。组合模式对单个对象(叶子对象)和组合对象(容器对象)的使用具有一致性。
  • 组合对象的关键在于它定义了一个抽象构建类,它既可表示叶子对象,也可表示容器对象,客户仅仅需要针对这个抽象构建进行编程,无须知道他是叶子对象还是容器对象,都是一致对待。
  • 组合模式虽然能够非常好地处理层次结构,也使得客户端程序变得简单,但是它也使得设计变得更加抽象,而且也很难对容器中的构件类型进行限制,这会导致在增加新的构件时会产生一些问题。

优点

  • 可以清楚地定义分层次的复杂对象,表示对象的全部或部分层次,使得增加新构件也更容易。
  • 客户端调用简单,客户端可以一致的使用组合结构或其中单个对象。
  • 更容易在组合体内加入对象构件,客户端不必因为加入了新的对象构件而更改原有代码。

缺点

  • 设计变得更加抽象,业务规则复杂的对象,组合模式实现就越困难,且不是所有的方法都与叶子对象子类都有关联

适用场景

  • 需要表示一个对象整体或部分层次,在具有整体和部分的层次结构中,希望通过一种方式忽略整体与部分的差异,可以一致地对待它们。
  • 让客户能够忽略不同对象层次的变化,客户端可以针对抽象构件编程,无须关心对象层次结构的细节。

- 说点什么

参考文献:https://www.cnblogs.com/chenssy/p/3299719.html

全文代码:https://gitee.com/battcn/design-pattern/tree/master/Chapter7/battcn-composite

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