title: Day47-设计模式-组合模式
date: 2021-03-17 11:29:46
author: Liu_zimo
设计模式
- 设计模式分为三种类型，共23种
- 创建型模式：单例模式、抽象工厂模式、原型模式、建造者模式、工厂模式。
- 结构型模式：适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。
- 行为型模式：模版方法模式、命令模式、访问者模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式(Interpreter模式)、状态模式、策略模式、职责链模式(责任链模式)。
组合模式
-
学校院系展示问题
编写程序展示一个学校院系结构：需求是这样，要在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系。
------- 清华大学 -------- ------- 计算机学院 -------- 计算机科学与技术 软件工程 网络工程 -------信息工程学院-------- 通信工程 信息工程 -
传统方式解决院系展示问题
系(extends 学校) -> 学院(extends 学校) -> 学校- 将学院看做是学校的子类，系是学院的子类，这样实际上是站在组织大小来进行分层次的
- 实际上我们的要求是：在一个页面中展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系，因此这种方案，不能很好实现的管理的操作，比如对学院、系的添加，删除，遍历等
- 解决方案：把学校、院、系都看做是组织结构，他们之间没有继承的关系，而是一个树形结构，可以更好的实现管理操作。=>组合模式
基本介绍
- 组合模式(Composite Pattern)，又部分整体模式，它创建了对象组的树形结构，将对象组合成树状结构以表示“整体 - 部分”的层次关系。
- 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。
- 组合模式使得用户对单个对象和组合对象的访问具有一致性，即：组合能让客户以一致的方式处理个别对象以及组合对象
- 组合模式原理类图
- Component：这是组合中对象声明接口，在适当情况下，实现所有类共有的接口默认行为，用于访问和管理Component子部件，Component可以是抽象类或者接口
- Leaf：在组合中表示叶子节点，叶子节点没有子节点
- Composite：非叶子节点，用于存储子部件，在Component接口中实现子部件的相关操作，比如（add，remove…）
组合模式解决的问题
- 组合模式解决这样的问题，当我们的要处理的对象可以生成一颗树形结构，而我们要对树上的节点和叶子进行操作时，它能够提供一致的方式，而不用考虑它是节点还是叶子
package com.zimo.设计模式.组合模式;
/**
* 设计模式 - 组合模式：院系展示问题
* 组织抽象类 - 即Component
*
* @author Liu_zimo
* @version v0.1 by 2021/3/18 17:00
*/
public abstract class OrganizationComponent {
private String name; // 名字
private String desc; // 描述
// 默认实现
protected void add(OrganizationComponent organizationComponent){
throw new UnsupportedOperationException(); }
protected void remove(OrganizationComponent organizationComponent){
throw new UnsupportedOperationException(); }
public OrganizationComponent(String name, String desc) {
this.name = name;
this.desc = desc;
}
public String getName() {
return name; }
public void setName(String name) {
this.name = name; }
public String getDesc() {
return desc; }
public void setDesc(String desc) {
this.desc = desc; }
protected abstract void print();
}
---------------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.组合模式;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* 设计模式 - 组合模式：院系展示问题
* 大学类 - 即Composite,可以管理College
*
* @author Liu_zimo
* @version v0.1 by 2021/3/18 17:06
*/
public class University extends OrganizationComponent{
List<OrganizationComponent> list = new ArrayList<>();
public University(String name, String desc) {
super(name, desc); }
@Override
protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
list.add(organizationComponent); }
@Override
protected void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
list.remove(organizationComponent); }
@Override
public String getName() {
return super.getName(); }
@Override
public String getDesc() {
return super.getDesc(); }
@Override
protected void print() {
System.out.println("----------- "+ getName() +" -----------");
for (OrganizationComponent organizationComponent : list) {
organizationComponent.print();
}
}
}
---------------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.组合模式;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* 设计模式 - 组合模式：院系展示问题
* 学院类 - 即Composite,可以管理Department
*
* @author Liu_zimo
* @version v0.1 by 2021/3/18 17:11
*/
public class College extends OrganizationComponent{
List<OrganizationComponent> list = new ArrayList<>();
public College(String name, String desc) {
super(name, desc); }
@Override
protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
list.add(organizationComponent); }
@Override
protected void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
list.remove(organizationComponent); }
@Override
public String getName() {
return super.getName(); }
@Override
public String getDesc() {
return super.getDesc(); }
@Override
protected void print() {
System.out.println("----------- "+ getName() +" -----------");
for (OrganizationComponent organizationComponent : list) {
organizationComponent.print();
}
}
}
---------------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.组合模式;
/**
* 设计模式 - 组合模式：院系展示问题
* 院系类 - 即Leaf叶子节点
*
* @author Liu_zimo
* @version v0.1 by 2021/3/18 17:14
*/
public class Department extends OrganizationComponent{
public Department(String name, String desc) {
super(name, desc); }
@Override
public String getName() {
return super.getName(); }
@Override
public String getDesc() {
return super.getDesc(); }
@Override
protected void print() {
System.out.println(getName()); }
public static void main(String[] args) {
OrganizationComponent university = new University("清华大学", "No.1");
OrganizationComponent college_j= new College("计算机学院", "jsj");
OrganizationComponent college_x = new College("信息学院", "xx");
college_j.add(new Department("软件", "rj"));
college_j.add(new Department("网络", "wl"));
college_j.add(new Department("计科", "jk"));
college_x.add(new Department("通信", "tx"));
college_x.add(new Department("信息", "xx"));
university.add(college_j);
university.add(college_x);
university.print();
// college_j.print();
}
}
JDK应用分析
- Java的集合类 HashMap使用了组合模式
- Map、AbstractMap ：即Component
- HashMap：即Composite，继承了AbstractMap，实现了Map接口
- Node：即Leaf叶子节点
注意事项和细节
- 简化客户端操作。客户端只需要面对一致的对象而不用考虑整体部分或者节点叶子的问题。
- 具有较强的扩展性。当我们要更改组合对象时，我们只需要调整内部的层次关系，客户端不用做出任何改动
- 方便创建出复杂的层次结构。客户端不用理会组合里面的组成细节，容易添加节点或者叶子从而创建出复杂的树形结构
- 需要遍历组织机构，或者处理的对象具有树形结构时，非常适合使用组合模式
- 要求较高的抽象性，如果节点和叶子有很多差异性的话，比如很多方法和属性都不一样，不适合使用组合模式