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组合模式

组合模式,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。掌握组合模式的重点是要理解清楚 “部分/整体” 还有 ”单个对象“ 与 “组合对象” 的含义。

组合模式可以让客户端像修改配置文件一样简单的完成本来需要流程控制语句来完成的功能。

经典案例:系统目录结构,网站导航结构等。

组合模式概述

组合模式(Composite Pattern)

组合模式,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。

有时候又叫做部分-整体模式,它使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,客户程序可以像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。

组合模式让你可以优化处理递归或分级数据结构。有许多关于分级数据结构的例子,使得组合模式非常有用武之地。关于分级数据结构的一个普遍性的例子是你每次使用电脑时所遇到的:文件系统。文件系统由目录和文件组成。每个目录都可以装内容。目录的内容可以是文件,也可以是目录。按照这种方式,计算机的文件系统就是以递归结构来组织的。如果你想要描述这样的数据结构,那么你可以使用组合模式Composite。

定义

(GoF《设计模式》):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。

涉及角色:

  1. Component 是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。声明一个接口用于访问和管理Component子部件。
  2. Leaf 在组合中表示叶子结点对象,叶子结点没有子结点。
  3. Composite 定义有枝节点行为,用来存储子部件,在Component接口中实现与子部件有关操作,如增加(add)和删除(remove)等。

适用性

以下情况下适用Composite模式:

  1. 你想表示对象的部分-整体层次结构
  2. 你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。

总结

组合模式解耦了客户程序与复杂元素内部结构,从而使客户程序可以像处理简单元素一样来处理复杂元素。

如果你想要创建层次结构,并可以在其中以相同的方式对待所有元素,那么组合模式就是最理想的选择。本章使用了一个文件系统的例子来举例说明了组合模式的用途。在这个例子中,文件和目录都执行相同的接口,这是组合模式的关键。通过执行相同的接口,你就可以用相同的方式对待文件和目录,从而实现将文件或者目录储存为目录的子级元素。

例子

Component
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缺省行为。
声明一个接口用于访问和管理Component的子组件。

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import java.util.List;

public abstract class Employer {
private String name;

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public abstract void add(Employer employer);

public abstract void delete(Employer employer);

public List employers;

public void printInfo(){
System.out.println(name);
}
public List getEmployers(){
return this.employers;
}
}

Leaf
在组合中表示叶节点对象,叶节点没有子节点。
在组合中定义节点对象的行为。

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public class Programer extends Employer {
public Programer(String name) {
setName(name);
employers=null;//程序员,表示没有下属了
}

@Override
public void add(Employer employer) {

}

@Override
public void delete(Employer employer) {

}
}
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public class ProjectAssistant extends Employer {
public ProjectAssistant(String name) {
setName(name);
employers=null;//项目助理,表示没有下属了
}

@Override
public void add(Employer employer) {

}

@Override
public void delete(Employer employer) {

}
}

Composite

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import java.util.ArrayList;

public class ProjectManager extends Employer {
public ProjectManager(String name) {
setName(name);
employers = new ArrayList();
}

@Override
public void add(Employer employer) {
employers.add(employer);
}

@Override
public void delete(Employer employer) {
employers.remove(employer);
}
}

Test

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import java.util.List;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
Employer pm = new ProjectManager("项目经理");
Employer pa = new ProjectAssistant("项目助理");
Employer programer1 = new Programer("程序员1");
Employer programer2 = new Programer("程序员2");
pm.add(pa);
pm.add(programer1);
pm.add(programer2);
List ems = pm.getEmployers();
for (Object em :ems){
System.out.println(((Employer) em).getName());
}
}
}

运行结果

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项目助理
程序员1
程序员2