【设计模式】结构型-组合模式

前言

在软件开发中，设计模式是一种被广泛应用的解决问题的方法论。其中，结构性设计模式是一类特别重要的模式，它们用于处理类或对象之间的组合关系，其中之一就是组合模式。组合模式允许客户端统一对待单个对象和对象的组合，从而简化了代码的复杂性，增强了代码的灵活性和可维护性。

一、 处理树形结构的挑战

场景假设：我们需要开发一个文件系统。它包含文件和文件夹，文件夹中又可以包含其他文件或文件夹。

// 文件类
class File {String name;File(String name) {this.name = name;}void display() {System.out.println("File: " + name);}
}// 文件夹类，可以包含文件和其他文件夹
class Folder {String name;List<File> files;List<Folder> folders;Folder(String name) {this.name = name;this.files = new ArrayList<>();this.folders = new ArrayList<>();}void addFile(File file) {files.add(file);}void addFolder(Folder folder) {folders.add(folder);}void displayContents() {System.out.println("Folder: " + name);for (File file : files) {file.display();}for (Folder folder : folders) {folder.displayContents();}}
}public class Main {public static void main(String[] args) {File file1 = new File("file1.txt");File file2 = new File("file2.txt");Folder folder1 = new Folder("folder1");Folder folder2 = new Folder("folder2");folder1.addFile(file1);folder2.addFile(file2);folder2.addFolder(folder1);// 显示文件夹 2 的内容，它包含文件夹 1 和文件 2folder2.displayContents();// 这个设计不利于扩展，如果我们想要添加新类型的文件系统元素，比如链接，我们需要修改 Folder 类// 这违反了开闭原则，并且使得代码难以维护和扩展}
}

上面的示例中，我们创建了两个类：File 和 Folder。File 类代表文件系统中的文件，而 Folder 类代表可以包含文件和其他文件夹的文件夹。这种设计的问题在于它不够灵活，难以扩展。例如，如果我们想要添加一个新的文件系统元素，如链接，我们需要修改 Folder 类来支持这种新类型的元素。这违反了开闭原则，即软件实体应该对扩展开放，对修改关闭。

除了上述问题，还存在以下问题：

  1. 代码重复：我们需要为文件和文件夹编写不同的处理代码，这导致了代码重复。
  2. 难以维护：如果文件系统的结构发生变化，比如添加新类型的元素，我们需要修改现有的代码，这使得维护变得困难。
  3. 扩展性差：当前的设计不允许灵活地添加新类型的文件系统元素，限制了系统的扩展性。

二、组合模式

组合模式是一种结构型设计模式，旨在将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。这种模式用于将对象组织成树形结构，以表示“部分-整体”的层次关系，使得客户端可以统一处理单个对象和对象的组合。

在组合模式中，有两种主要类型的对象：

  1. 叶子节点（Leaf）：表示树中的最终节点，它没有子节点。
  2. 复合节点（Composite）：表示树中的分支节点，它可以包含其他子节点，即可以是叶子节点，也可以是复合节点。

三、组合模式的核心组成

组合模式由三个关键角色组成：

  1. 组件（Component）：是组合中所有对象的共同接口，客户端通过这个接口操作组合中的对象。
  2. 叶子（Leaf）：表示树中的叶子节点，它实现了组件接口。
  3. 复合（Composite）：表示树中的复合节点，它实现了组件接口，并拥有子组件。

在这里插入图片描述

这里，Component 是抽象基类，定义了操作、添加子节点、删除子节点以及获取子节点的抽象方法。Leaf 类表示树结构中的叶子节点，它没有子节点。Composite 类表示树结构中的复合节点，它可以包含子节点，并且实现了对子节点的操作方法。

四、运用组合模式

场景假设： 我们一个文件系统，其中包含文件和文件夹。这个文件系统需要能够以统一的方式处理单个文件和包含多个文件或子文件夹的文件夹。

  1. 定义抽象构件（Component）： 首先，我们创建一个抽象类或接口 FileSystemComponent，它包含了管理子部件的公共接口，如添加（add）、删除（remove）和显示结构（displayStructure）子部件。

    // 抽象构件：定义了文件系统中所有对象共有的接口
public abstract class FileSystemComponent {protected String name;// 子部件列表，用于存储文件或文件夹protected List<FileSystemComponent> children;// 构造函数初始化文件系统组件的名称public FileSystemComponent(String name) {this.name = name;this.children = new ArrayList<>();}// 添加子部件的方法public abstract void add(FileSystemComponent component);// 移除子部件的方法public abstract void remove(FileSystemComponent component);// 显示结构的方法，用于输出组件结构public abstract void displayStructure();
}

  2. 创建叶子构件（Leaf）： 然后，我们实现 FileSystemComponent 接口来创建 File 类，这是树形结构中的末端对象，没有子部件。

    // 叶子构件：实现了抽象构件的操作，代表没有子部件的文件
public class File extends FileSystemComponent {// 文件构造函数public File(String name) {super(name);}// 文件不支持添加操作，因此抛出异常@Overridepublic void add(FileSystemComponent component) {throw new UnsupportedOperationException("Cannot add to a file.");}// 文件不支持移除操作，因此抛出异常@Overridepublic void remove(FileSystemComponent component) {throw new UnsupportedOperationException("Cannot remove from a file.");}// 显示文件名称@Overridepublic void displayStructure() {System.out.println("File: " + name);}
}

  3. 创建容器构件（Composite）： 接下来，我们创建 Folder 类，它也是 FileSystemComponent 的实现，可以包含叶子构件或其他容器构件。

    // 容器构件：可以包含叶子构件或其他容器构件的文件夹
public class Folder extends FileSystemComponent {// 文件夹构造函数public Folder(String name) {super(name);}// 添加子部件到文件夹@Overridepublic void add(FileSystemComponent component) {children.add(component);}// 从文件夹移除子部件@Overridepublic void remove(FileSystemComponent component) {children.remove(component);}// 显示文件夹及其子部件的结构@Overridepublic void displayStructure() {System.out.println("Folder: " + name);for (FileSystemComponent component : children) {component.displayStructure();}}
}

  4. 客户端使用： 最后，客户端代码可以统一对待单个对象和组合对象，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

    // 客户端使用示例
public class FileSystemClient {public static void main(String[] args) {// 创建文件File file1 = new File("file1.txt");File file2 = new File("file2.txt");// 创建文件夹，并添加文件Folder folder1 = new Folder("folder1");Folder folder2 = new Folder("folder2");folder1.add(file1);folder2.add(file2);folder2.add(folder1);// 显示文件夹 2 的内容，它包含文件夹 1 和文件 2folder2.displayStructure();}
}

通过上述的组合模式，我们可以实现：

  1. 统一接口：File 和 Folder 都实现了 FileSystemComponent 接口，这意味着客户端代码可以以相同的方式处理它们。
  2. 递归结构：Folder 可以包含其他 Folder 对象，这允许我们创建一个递归的树形结构，反映了文件系统的真实层次结构。
  3. 易于扩展：如果我们想要添加新类型的文件系统元素，我们只需要创建一个新的类，继承自 FileSystemComponent，并实现必要的方法。我们不需要修改现有的 Folder 类。

五、组合模式的应用场景

组合模式适用于以下几种场景：

  1. 图形用户界面（GUI）库： GUI 库通常使用组合模式来构建用户界面元素的层次结构。例如，窗口、面板、按钮和文本框可以作为容器对象，而文本、图像和复选框等用户界面元素可以作为叶子对象。
  2. 文件系统： 文件系统中的文件和目录可以被组织成一个树形结构。组合模式可以用于表示文件系统中的文件和目录，并且允许对它们进行统一的操作，如复制、移动和删除等。
  3. 组织架构： 组织架构中的部门、小组和员工等可以被组织成一个层次结构。组合模式可以用于表示组织架构，并且允许对不同层次的组织单元进行统一的管理。
  4. 菜单系统： 菜单系统通常具有多层次的菜单结构，例如菜单、子菜单和菜单项等。组合模式可以用于构建菜单系统，并且允许对菜单项和子菜单等组件进行统一的操作。
  5. 文件解析：在文件解析过程中，如 XML 文件、JSON 文件等，组合模式可以用来处理这些不同类型的文件，将它们表示为统一的对象，并提供一致的方法来读取和操作文件的内容。
  6. 电子设备： 电子设备通常具有复杂的层次结构，例如计算机系统中的硬件组件和软件模块等。组合模式可以用于表示这些层次结构，并且允许对不同层次的组件进行统一的控制和管理。

六、小结

组合模式是一种强大的设计模式，它提供了一种简单而灵活的方式来处理部分-整体层次关系。通过统一的接口和灵活的结构，组合模式使得系统更易于理解、扩展和维护。

推荐阅读

  1. Spring 三级缓存
  2. 深入了解 MyBatis 插件：定制化你的持久层框架
  3. Zookeeper 注册中心：单机部署
  4. 【JavaScript】探索 JavaScript 中的解构赋值
  5. 深入理解 JavaScript 中的 Promise、async 和 await

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mzph.cn/pingmian/22397.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

结构体（2），链表，共用体

结构体（2），链表，共用体

链式数据结构 -- 链表 定义&#xff1a; struct Node { int data; //数据域 --存储要处理的数据 struct Node *next; //指针域&#xff0c;保存地址-- 指向下一个节点 }; //数据域指针域 //节点类型 struct Node n1; struct Node n2; struct Node n3; s1--&…
阅读更多...
DeepSort整体流程梳理及匈牙利算法解析

DeepSort整体流程梳理及匈牙利算法解析

文章目录 算法原理一、主要步骤二、算法流程：三、匈牙利算法：3.1 举例说明匈牙利匹配过程：3.2匈牙利算法中代价矩阵的计算（距离）卡尔曼滤波后面更新。 算法原理 DeepSort核心在于其对目标的外观特征和运动特征的联合使用，以及对目标匹配问题的优化处理。该算法通过融合目…
阅读更多...
【前端技术】 ES6 介绍及常用语法说明

【前端技术】 ES6 介绍及常用语法说明

&#x1f604; 19年之后由于某些原因断更了三年&#xff0c;23年重新扬帆起航&#xff0c;推出更多优质博文&#xff0c;希望大家多多支持&#xff5e; &#x1f337; 古之立大事者&#xff0c;不惟有超世之才&#xff0c;亦必有坚忍不拔之志 &#x1f390; 个人CSND主页——Mi…
阅读更多...
使用wheelnav.js构建酷炫的动态导航菜单

使用wheelnav.js构建酷炫的动态导航菜单

目录 前言 一、WheelNav是什么 1、项目地址 2、关于开源协议 3、相关目录介绍 二、如何使用wheelnav.js 1、新建html页面 2、设置style样式 3、创建展示元素实现动态导航 三、参数即方法介绍 1、参数列表 2、运行方法 3、实际成果 四、总结 前言 用户体验永远是一…
阅读更多...
玩转盲盒潮流：从0到1搭建小程序平台

玩转盲盒潮流：从0到1搭建小程序平台

玩转盲盒潮流并搭建一个从0到1的小程序平台来创作内容是一个充满挑战但有趣的过程。以下是一个步骤指南&#xff0c;帮助你实现这一目标&#xff1a; 1. 市场调研与定位 了解盲盒市场&#xff1a;研究当前盲盒市场的趋势、消费者喜好和成功案例。确定目标用户&#xff1a;明确…
阅读更多...
android-jni2

android-jni2

详细的jni调用说明&#xff1a;Android学习--JNI_android jni-CSDN博客 jclass clazz;index;LOGE("开始:%d", "begin");clazz (*env).FindClass("com/changan/incalleventservice/input/NativeAction");//找到对应的java文件jfieldID instanc…
阅读更多...
docker-compose 部署rabbitmq 15672打不开

docker-compose 部署rabbitmq 15672打不开

docker-compose 部署rabbitmq 15672打不开 如果docker-compose的rabbitmq镜像后缀不是-management如&#xff1a;3.7.4-management&#xff0c;则需要进入容器中手动启动插件 部署rabbitmq后需要启动插件的命令&#xff1a; rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management 一…
阅读更多...
软件质量保障——三、四

软件质量保障——三、四

三、黑盒测试 1.黑盒测试概述 1.1 如何理解黑盒测试&#xff1f; 1.2 黑盒测试有什么特点&#xff1f; 1.3 如何实施黑盒测试&#xff1f; 2. 黑盒测试用例设计和生成方法&#xff08;这里还是要自己找题做&#xff09; 2.1 等价类划分法 步骤&#xff1a; 1.选择划分准…
阅读更多...
解释JDBC的作用和连接数据库的步骤

解释JDBC的作用和连接数据库的步骤

JDBC&#xff08;Java Database Connectivity&#xff09;是Java编程语言中用来执行SQL语句的API。它的主要作用是为Java程序提供连接各种关系型数据库的能力&#xff0c;使得Java开发者能够编写出与数据库进行交互的应用程序。JDBC的作用具体体现在以下几个方面&#xff1a; 数…
阅读更多...
在多支付渠道中这个设计模式无敌好用！

在多支付渠道中这个设计模式无敌好用！

假设我们有一个电商平台&#xff0c;需要支持多种支付方式。 通过策略模式来实现&#xff0c;管理不同的支付方式&#xff0c;并根据需求快速添加新的支付方式。 定义支付策略接口及其实现类&#xff1a; // 支付策略接口 public interface PaymentStrategy { void pay(int …
阅读更多...
SASS基础知识

SASS基础知识

什么是SASS 1. SASS与CSS的关系 SASS&#xff08;Syntactically Awesome Stylesheets&#xff09;是一种强大的CSS扩展语言&#xff0c;它允许开发者使用变量、嵌套规则、混合宏和更多功能&#xff0c;这些在纯CSS中是不可能做到的。SASS旨在简化CSS代码的维护&#xff0c;并…
阅读更多...
C语言练习1

C语言练习1

前言 从0开始记录我的学习历程&#xff0c;我会尽我所能&#xff0c;写出最最大白话的文章&#xff0c;希望能够帮到你&#xff0c;谢谢。 提示&#xff1a;文章作者为初学者&#xff0c;有问题请评论指正&#xff0c;感谢。 题目 1&#xff1a; 已有定义&#xff1a;char a…
阅读更多...
BI平台概述

BI平台概述

随着数字化浪潮的推进&#xff0c;企业对于数据驱动决策的需求日益增长。纷享销客作为一款领先的CRM平台&#xff0c;一直致力于帮助企业实现销售管理的高效与智能。纷享销客一体化BI智能分析平台作为CRM平台中的重要一环&#xff0c;旨在为企业提供更加全面、深入的数据分析能…
阅读更多...
【EBS】通过SQL查找所有的定时请求

【EBS】通过SQL查找所有的定时请求

--查找所有定时请求。 --也可以登录系统&#xff0c;在系统管理员下查找特定请求&#xff0c;状态设置为Scheduled进行查询 SELECT DISTINCT USER_CONCURRENT_PROGRAM_NAME, B.RESUBMIT_INTERVAL, B.RESUBMIT_INTERVAL_UNIT_CODE FROM FND_CONCURRENT_PROGRAMS_TL A, FND_…
阅读更多...
HBuilderX编写APP一、获取token

HBuilderX编写APP一、获取token

一、新建项目 二、从onenet获取key.js 1、下载之后的压缩包&#xff0c;解压2、关键就是找到key.js 3、将这个key.js复制到刚才的目录下面去 4、这个key.js文件就是生成token的代码 5、只要调用createCommonToken(params)这个函数&#xff0c;就可以实现生成token了 其中onload…
阅读更多...
Vue Router源码分析

Vue Router源码分析

摘要&#xff1a;最近项目中遇到了点Vue Router的问题&#xff0c;发现有些只是没理清楚&#xff0c;再次复习了下Vue Router的源码&#xff0c;记录下... Vue-Router的能力十分强大&#xff0c;它支持hash、history、abstract 3种路由方式&#xff0c;提供了<router-link&g…
阅读更多...
Java多线程核心工具类

Java多线程核心工具类

1.Thread类&#xff1a;代表一个线程。你可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建线程。 2.Executor框架&#xff1a;java.util.concurrent.Executors和java.util.concurrent.Executor接口提供了一种创建和管理线程池的方法&#xff0c;可以减少在创建和销毁线程上的开销…
阅读更多...
【TB作品】msp430g2553单片机，OLED，PCF8591，ADC，DAC

【TB作品】msp430g2553单片机，OLED，PCF8591，ADC，DAC

硬件 OLED PCF8591 /** OLED* VCC GND* SCL接P2^0* SDA接P2^1*//** PCF8591* VCC GND* SCL接P1^4* SDA接P1^5*//* 板子上按键 P1.3 *//* 单片机ADC输入引脚 P1.1 *//* 说明&#xff1a;将PCF8591的DAC输出接到单片机ADC输入引脚 P1.1&#xff0c;单片机采集电压并显示 */功能…
阅读更多...
Docker run 命令常用参数详解

Docker run 命令常用参数详解

Docker run 命令提供了丰富的参数选项&#xff0c;用于配置容器的各种设置。以下是docker run命令的主要参数详解&#xff0c; 主要参数详解 后台运行与前台交互 -d, --detach: 在后台运行容器&#xff0c;并返回容器ID。-it: 分配一个伪终端&#xff08;pseudo-TTY&#xff0…
阅读更多...
python字典用法

python字典用法

有dict和defaultdict两种字典。 defaultdict 是 Python 标准库中 collections 模块提供的一个类&#xff0c;它是 dict 的一个子类&#xff0c;具有与普通字典相同的接口和功能&#xff0c;但在某些方面表现出不同的行为。 与普通的字典相比&#xff0c;defaultdict 的一个主要…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023