十四、组合模式

一、什么是组合模式

  组合（Composite Pattern）模式的定义：有时又叫作整体-部分（Part-Whole）模式，它是一种将对象组合成树状的层次结构的模式，用来表示“整体-部分”的关系，使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。

  组合模式包含以下主要角色包含以下主要角色：

  • 树叶抽象构件（Component）角色：它的主要作用是为树叶构件声明公共接口，并实现它们的默认行为。
  • 树枝抽象构件（BranchComponent）角色：它的主要作用是为树枝构件声明公共接口，并实现它们的默认行为，扩展了树叶抽象角色。
  • 树叶构件（Leaf）角色：是组合中的叶节点对象，它没有子节点，用于实现抽象构件角色中 声明的公共接口。
  • 树枝构件（Composite）角色：是组合中的分支节点对象，它有子节点。它实现了抽象构件角色中声明的接口，它的主要作用是存储和管理子部件，通常包含 Add()、Remove()、GetChild() 等方法。

二、享元模式的实现

  组合模式一般用来描述整体与部分的关系，它将对象组织到树形结构中，顶层的节点被称为根节点，根节点下面可以包含树枝节点和叶子节点，树枝节点下面又可以包含树枝节点和叶子节点。

  • 树叶抽象构件（Component）
/**
* @author FluffyCatkin
* @version 1.0
* @date 2020/1/6 0006 15:56
* @description 抽象构件（Component）角色：它的主要作用是为树叶构件声明公共接口，并实现它们的默认行为。
*/
@FunctionalInterface
public interface Component {void operation();
}
  • 树叶构件（Leaf）
/*** @author FluffyCatkin* @version 1.0* @date 2020/1/6 0006 16:01* @description 树叶构件（Leaf）角色：是组合中的叶节点对象，它没有子节点，用于实现抽象构件角色中 声明的公共接口。*/
public class Leaf implements Component {private String leafName;public Leaf(String leafName) {this.leafName = leafName;}@Overridepublic void operation() {System.out.println("叶子节点："+leafName+"被调用！");}}
  • 树枝抽象构件（BranchComponent）
/*** @author FluffyCatkin* @version 1.0* @date 2020/1/6 0006 15:56* @description  树枝抽象构件（BranchComponent）角色：它的主要作用是为树枝构件声明公共接口，并实现它们的默认行为，扩展了树叶抽象角色。*/
public interface BranchComponent extends Component{/*** 新增叶子* @param component 叶子*/void add(Component component);/*** 移除叶子* @param component 叶子*/void remove(Component component);/*** 查找叶子* @param index 叶子下标* @return 叶子*/Component getChild(int index);
}
  • 树枝构件（Composite）

/*** @author FluffyCatkin* @version 1.0* @date 2020/1/6 0006 16:01* @description 树枝构件（Composite）角色：是组合中的分支节点对象，它有子节点。它实现了抽象构件角色中声明的接口，它的主要作用是存储和管理子部件，通常包含 Add()、Remove()、GetChild() 等方法*/
public class Composite implements BranchComponent {private List<Component> children = new ArrayList<>();private String compositeName ;public Composite(String compositeName) {this.compositeName = compositeName;}@Overridepublic void operation() {System.out.println("树枝："+compositeName+"被调用！");children.parallelStream().forEach(Component::operation);}/*** 新增叶子* @param component 叶子*/@Overridepublic void add(Component component){children.add(component);}/*** 移除叶子* @param component 叶子*/@Overridepublic void remove(Component component){children.remove(component);}/*** 查找叶子* @param index 叶子下标* @return 叶子*/@Overridepublic Component getChild(int index){return children.get(index);}
}
  • 测试类

/*** @author FluffyCatkin* @version 1.0* @date 2020/1/6 0006 15:53* @description 组合模式** 在现实生活中，存在很多“部分-整体”的关系，例如，大学中的部门与学院、总公司中的部门与分公司、学习用品中的书与书包、生活用品中的衣月艮与衣柜以及厨房中的锅碗瓢盆等。在软件开发中也是这样，例如，文件系统中的文件与文件夹、窗体程序中的简单控件与容器控件等。对这些简单对象与复合对象的处理，如果用组合模式来实现会很方便。* 组合模式的定义与特点:* 组合（Composite）模式的定义：有时又叫作部分-整体模式，它是一种将对象组合成树状的层次结构的模式，用来表示“部分-整体”的关系，使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。* 组合模式的主要优点有：组合模式使得客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象，无须关心自己处理的是单个对象，还是组合对象，这简化了客户端代码；* 更容易在组合体内加入新的对象，客户端不会因为加入了新的对象而更改源代码，满足“开闭原则”；** 其主要缺点是：设计较复杂，客户端需要花更多时间理清类之间的层次关系；* 不容易限制容器中的构件；* 不容易用继承的方法来增加构件的新功能；* 模式的结构：* 组合模式包含以下主要角色。* 树叶抽象构件（Component）角色：它的主要作用是为树叶构件声明公共接口，并实现它们的默认行为。* 树枝抽象构件（Component）角色：它的主要作用是为树枝构件声明公共接口，并实现它们的默认行为，扩展了树叶抽象角色。* 树叶构件（Leaf）角色：是组合中的叶节点对象，它没有子节点，用于实现抽象构件角色中 声明的公共接口。* 树枝构件（Composite）角色：是组合中的分支节点对象，它有子节点。它实现了抽象构件角色中声明的接口，它的主要作用是存储和管理子部件，通常包含 Add()、Remove()、GetChild() 等方法。** 组合模式的应用场景:* 前面分析了组合模式的结构与特点，下面分析它适用的以下应用场景。在需要表示一个对象整体与部分的层次结构的场合。* 要求对用户隐藏组合对象与单个对象的不同，用户可以用统一的接口使用组合结构中的所有对象的场合。**/
public class Main {/*** 测试组合模式*/@Testpublic void compositeTest(){//组装树形结构Composite composite1 = new Composite("树枝1");Composite composite2 = new Composite("树枝2");Leaf leaf1 = new Leaf("叶子1");Leaf leaf2 = new Leaf("叶子2");Leaf leaf3 = new Leaf("叶子3");composite1.add(leaf1);composite1.add(composite2);composite2.add(leaf2);composite2.add(leaf3);//遍历composite1.operation();}
}

执行结果:

树枝：树枝1被调用！
树枝：树枝2被调用！
叶子节点：叶子3被调用！
叶子节点：叶子2被调用！
叶子节点：叶子1被调用！Process finished with exit code 0

三、应用场景

  它适用的以下应用场景:

  • 在需要表示一个对象整体与部分的层次结构的场合。
  • 要求对用户隐藏组合对象与单个对象的不同，用户可以用统一的接口使用组合结构中的所有对象的场合。

四、优缺点分析

  组合模式的主要优点有：

  • 组合模式使得客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象，无须关心自己处理的是单个对象，还是组合对象，这简化了客户端代码；
  • 更容易在组合体内加入新的对象，客户端不会因为加入了新的对象而更改源代码，满足“开闭原则”；

  其主要缺点是：

  • 设计较复杂，客户端需要花更多时间理清类之间的层次关系；
  • 不容易限制容器中的构件；
  • 不容易用继承的方法来增加构件的新功能；

代码地址：https://gitee.com/fluffycatkin/JavaDesignModel.git

    image.png

原文出处：http://c.biancheng.net/view/1373.html

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