复合设计模式示例

本文是我们名为“ Java设计模式 ”的学院课程的一部分。

在本课程中，您将深入研究大量的设计模式，并了解如何在Java中实现和利用它们。您将了解模式如此重要的原因，并了解何时以及如何应用模式中的每一个。在这里查看！

1.简介

在本课程中，我们将讨论一个非常有趣的设计模式，即Composite Pattern。 Composite一词的英文含义是由复杂且相关的部分组成。复合意味着“放在一起”，这就是该设计模式的全部目的。

有时您会觉得代码中需要树数据结构。树数据结构有许多变体，但是有时需要一棵树，其中树的分支和叶子都应被统一对待。

Composite Pattern允许您将对象组合成树状结构以表示整体的层次结构，这意味着您可以创建由不同部分组成的对象树，但是可以将其视为一个整体。 Composite使客户能够统一对待单个对象和对象组成，这就是Composite Pattern的目的。

复合模式可以有很多实际的例子。文件目录系统，java中的html表示形式，XML解析器都是良好管理的组合，并且都可以使用“组合模式”轻松表示。但是在深入研究示例细节之前，让我们看一下有关“复合模式”的更多细节。

2.什么是复合模式

复合模式的正式定义表示，它允许您将对象组合成树形结构以表示部分整个层次结构。复合可以使客户统一对待单个对象和对象组成。

如果您熟悉树的数据结构，您将知道树上有父母和他们的孩子。一个父母可以有多个孩子，但每个孩子只能有一个父母。在“复合模式”中，具有子元素的元素称为“节点”，而没有子元素的元素称为“叶子”。

复合模式使我们能够以树的形式构建对象的结构，其中既包含对象的组成又包含作为节点的单个对象。使用复合结构，我们可以对复合物和单个对象应用相同的操作。换句话说，在大多数情况下，我们可以忽略对象的构成与单个对象之间的差异。

复合模式有四个参与者：

零件
叶
综合
客户

下图显示了典型的Composite对象结构。如您所见，单亲可以有多个孩子，即“复合”，但每个孩子只有一个父母。

图1

下面的类图中的Component为复合对象和叶节点中的所有对象定义了一个接口。组件可以实现通用方法的默认行为。

复合组件的作用是定义具有子组件的组件的行为并存储子组件。 Composite还实现了与Leaf有关的操作。这些操作可能有意义，也可能没有意义；它取决于使用模式实现的功能。

图2

叶子定义了合成中元素的行为。它通过实现组件支持的操作来实现。 Leaf还继承了方法，这些方法对于叶子节点不一定很有意义。

客户端通过Component接口操作合成中的对象。

3.复合图案的例子

您可以在具有系统或子系统的层次结构性质且要统一对待单个对象和对象组成的任何地方实施Composite模式。可以使用复合模式来实现文件系统，XML，HTML或办公室的层次结构（从总裁到员工）。

让我们看一个简单的示例，其中我们使用Composite Pattern在Java中实现html表示形式。 html本质上是分层的，它从<html>标记（它是父标记或根标记）开始，并且包含其他可以是父或子标记的标记。

可以使用Component类作为抽象类或接口来实现Java中的Composite Pattern。在此示例中，我们将使用一个抽象类，其中包含复合类和叶类中使用的所有重要方法。

package com.javacodegeeks.patterns.compositepattern;import java.util.List;public abstract class HtmlTag {public abstract String getTagName();public abstract void setStartTag(String tag);public abstract void setEndTag(String tag);public void setTagBody(String tagBody){throw new UnsupportedOperationException("Current operation is not support for this object");}public void addChildTag(HtmlTag htmlTag){throw new UnsupportedOperationException("Current operation is not support for this object");}public void removeChildTag(HtmlTag htmlTag){throw new UnsupportedOperationException("Current operation is not support for this object");}public List<HtmlTag>getChildren(){throw new UnsupportedOperationException("Current operation is not support for this object");}public abstract void generateHtml();}

HtmlTag类是组件类，它定义了复合类和叶子类使用的所有方法。这两个扩展类中应该有一些共同的方法。因此，这些方法在上面的类中保持抽象，以强制在子类中实现它们。

getTagName()只是返回标签名称，并且两个子类（即复合类和叶类）都应使用它。

每个html元素都应该有一个开始标记和一个结束标记， setStartTag和setEndTag方法用于设置html元素的开始和结束标记，并且应该由两个子类实现，因此它们在上述类中保持抽象。

有些方法仅对复合类有用，而对叶类没有用。只需为这些方法提供默认实现，抛出异常是这些方法的良好实现，以避免不应支持它们的对象意外调用这些方法。

generatHtml()方法是两个扩展类都应支持的操作。为了简单起见，它仅将标签打印到控制台。

现在，让我们看一下Composite类。

package com.javacodegeeks.patterns.compositepattern;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class HtmlParentElement extends HtmlTag {private String tagName;private String startTag; private String endTag;private List<HtmlTag>childrenTag;public HtmlParentElement(String tagName){this.tagName = tagName;this.startTag = "";this.endTag = "";this.childrenTag = new ArrayList<>();}@Overridepublic String getTagName() {return tagName;}@Overridepublic void setStartTag(String tag) {this.startTag = tag;}@Overridepublic void setEndTag(String tag) {this.endTag = tag;}@Overridepublic void addChildTag(HtmlTag htmlTag){childrenTag.add(htmlTag);}@Overridepublic void removeChildTag(HtmlTag htmlTag){childrenTag.remove(htmlTag);}@Overridepublic List<HtmlTag>getChildren(){return childrenTag;}@Overridepublic void generateHtml() {System.out.println(startTag);for(HtmlTag tag : childrenTag){tag.generateHtml();}System.out.println(endTag);}}

HtmlParentElement类是复合类，它实现诸如addChildTag ， removeChildTag和getChildren类的方法，这些方法必须由一个类实现才能成为结构的组合。这里的操作方法是generateHtml ，它打印当前类的标记，并遍历其子类并调用它们的generateHtml方法。

package com.javacodegeeks.patterns.compositepattern;public class HtmlElement extends HtmlTag{private String tagName;private String startTag; private String endTag;private String tagBody;public HtmlElement(String tagName){this.tagName = tagName;this.tagBody = "";this.startTag = "";this.endTag = "";}@Overridepublic String getTagName() {return tagName;}@Overridepublic void setStartTag(String tag) {this.startTag = tag;}@Overridepublic void setEndTag(String tag) {this.endTag = tag;}@Overridepublic void setTagBody(String tagBody){this.tagBody = tagBody;}@Overridepublic void generateHtml() {System.out.println(startTag+""+tagBody+""+endTag);}}

HtmlElement是叶子类，其主要工作是实现操作方法，在本示例中为generateHtml方法。它会打印startTag ，可选的tagBody（如果有的话）以及子元素的endTag 。

让我们测试一下这个例子。

package com.javacodegeeks.patterns.compositepattern;public class TestCompositePattern {public static void main(String[] args) {HtmlTag parentTag = new HtmlParentElement("<html>");parentTag.setStartTag("<html>");parentTag.setEndTag("</html>");HtmlTag p1 = new HtmlParentElement("<body>");p1.setStartTag("<body>");p1.setEndTag("</body>");parentTag.addChildTag(p1);HtmlTag child1 = new HtmlElement("<p>");child1.setStartTag("<p>");child1.setEndTag("</p>");child1.setTagBody("Testing html tag library");p1.addChildTag(child1);child1 = new HtmlElement("<p>");child1.setStartTag("<p>");child1.setEndTag("</p>");child1.setTagBody("Paragraph 2");p1.addChildTag(child1);parentTag.generateHtml();}}

上面的代码将导致以下输出：

<html>
<body>
<p>Testing html tag library</p>
<p>Paragraph 2</p>
</body>
</html>

在上面的示例中，首先我们创建了一个父标记（<html>），然后向其添加一个子代，该子代是另一个复合类型（<body>），并且该对象包含两个子代（<p>）。

请注意，上述结构表示为整体层次结构，并且对父标记的generateHtml()方法的调用允许客户端统一对待对象的组成。当它生成对象及其所有子对象的html时。

4.何时使用复合图案

当您要表示对象的整体层次结构时。
当您希望客户能够忽略对象组成和单个对象之间的差异时。客户将统一对待复合结构中的所有对象。

5.下载源代码

这是关于“复合模式”的一课。您可以在此处下载源代码： CompositePattern-Project

翻译自: https://www.javacodegeeks.com/2015/09/composite-design-pattern.html