Java 设计模式(六)组合模式

一、组合模式

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。

把部分和整体的关系用树形结构来表示,从而使客户端可以使用统一的方式对部分对象和整体对象进行管理。


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,客户程序可以向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: 1、您想表示对象的部分-整体层次结构(树形结构)。 2、您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: 1、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。 2、在 JAVA AWT 和 SWING 中,对于 Button 和 Checkbox 是树叶,Container 是树枝。
优点: 1、高层模块调用简单。 2、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。
使用场景:部分、整体场景,如树形菜单,文件、文件夹的管理。
注意事项:定义时为具体类。

二、组合模式结构


  • 抽象构件(Conponent)角色:所有类的共有接口,定义了叶子和容器的共同点。
  • 叶子(Leaf)构件角色:在组合中表示叶子结点对象,叶子节点无子节点。
  • 容器(Composite)构件角色:有容器特征,可以 用来存储子节点,在Component接口中实现与子节点有关操作,如增加(add)和删除 (remove)等。

这里写图片描述

组合模式工作流程分析


  • 组合模式为处理树形结构提供了完美的解决方案,描述了如何将容器和叶子进行递归组合,使得用户在使用时可以一致性的对待容器和叶子。
  • 当容器对象的指定方法被调用时,将遍历整个树形结构,寻找包含这个方法的成员,并调用执行。其中,使用递归调用机制对整个结构进行处理。

下面通过简单的杀毒例子,使用组合模式:
示例代码:
1.抽象构件

public interface AbstractFile {
    void killVirus();//杀毒
}

2. 叶子构件

class ImageFile implements AbstractFile{
    private String name;

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

    public void killVirus() {
        System.out.println("---对图像文件"+name+"杀毒");

    }

}
class TextFile implements AbstractFile{
    private String name;

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

    public void killVirus() {
        System.out.println("---对文本文件"+name+"杀毒");

    }

}

3. 容器构件

class Folder implements AbstractFile{
    private String name;
    private ArrayList<AbstractFile> list=new ArrayList<AbstractFile>();
    public Folder(String name){
        this.name=name;
    }

    public void add(AbstractFile file){
        list.add(file);
    }
    public void remove(AbstractFile file){
        list.remove(file);
    }
    public AbstractFile getChild(int index){
        return list.get(index);
    }

    public void killVirus() {
        System.out.println("---对文件夹"+name+"杀毒");
        for(AbstractFile file:list){
            file.killVirus();
        }

    }

}

4.客户端

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Folder f1;
        AbstractFile f2,f3;

        f1=new Folder("我的收藏");
        f2=new ImageFile("my.jpg");
        f3=new TextFile("my.txt");
        f1.add(f2);
        f1.add(f3);
        f1.killVirus();

    }

}

//输出结果:
---对文件夹我的收藏杀毒
---对图像文件my.jpg杀毒
---对文本文件my.txt杀毒 

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