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
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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:
透明方式
透明方式UML:
创建
Employee(组合对象)
的接口文件,含基本操作
public interface Employee { void add(Employee employee); void remove(Employee employee); void print(); //省略其它方法,如 getChild }
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
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("-------------"); }}
创建
Manager(容器对象)
,具有访问和修改子对象的方法。
public class Manager implements Employee { private String name; private double salary; public Manager(String name, double salary) { this.name = name; this.salary = salary; } private Listemployees = 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(); } }}
Client
测试类
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(); }}
运行结果
-------------Name = 总经理 - 覃飞 Salary = 50000.0--------------------------Name = 员工 - 小唐 Salary = 20000.0--------------------------Name = 经理 - 邱东 Salary = 25000.0--------------------------Name = 员工 - 小李 Salary = 10000.0--------------------------Name = 员工 - 小王 Salary = 15000.0-------------
安全方式
安全方式UML:
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
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:
全文代码:
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