23种设计模式——组合模式
文章目录
- 23种设计模式——组合模式
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- 1、组合模式概述
- 2、组合模式的结构
- 3、组合模式的实现
23种设计模式——组合模式
1、组合模式概述
组合模式的定义
组合模式(Composite Pattern)，又叫部分整体模式，它创建了对象组的树形结构，将对象组合成树状结构以表示“整体-部分”的层次关系。
组合模式依据树形结构来组合对象，用来表示部分以及整体层次。
这种类型的设计模式属于结构型模式。
组合模式使得用户对单个对象和组合对象的访问具有一致性，即**：组合能让客户以一致的方式处理个别对象以及组合对象**。
组合模式的特点
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，树形结构图如下：
由上图可以看出，其实根节点和树枝节点本质上属于同一种数据类型，可以作为容器使用；而叶子节点与树枝节点在语义上不属于用一种类型。但是在组合模式中，会把树枝节点和叶子节点看作属于同一种数据类型（用统一接口定义），让它们具备一致行为。
这样，在组合模式中，整个树形结构中的对象都属于同一种类型，带来的好处就是用户不需要辨别是树枝节点还是叶子节点，可以直接进行操作，给用户的使用带来极大的便利。
组合模式的优缺点
优点：
- 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”；
缺点：
- 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；
2、组合模式的结构
组合模式的结构
组合模式包含以下主要角色。
- 抽象构件（Component）角色：它的主要作用是为树叶构件和树枝构件声明公共接口，并实现它们的默认行为。组抽象构件还声明访问和管理子类的接口；
- 树叶构件（Leaf）角色：是组合中的叶节点对象，它没有子节点，用于继承或实现抽象构件，定义了组合内元素的行为。
- 树枝构件（Composite）角色 / 中间构件：是组合中的分支节点对象，它有子节点，用于继承和实现抽象构件，但可能不具有树叶构件的某些行为。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。
组合模式的结构图
3、组合模式的实现
完成 大学——学院——专业的展示
定义抽象构件（Component）角色：
public abstract class Component {
private String name;
private String des;
public Component(String name, String des) {
this.name = name;
this.des = des;
}
//增加
protected void add(Component component){
//抛出不支持操作的异常
throw new UnsupportedOperationException();
}
//移除
protected void remove(Component component){
//抛出不支持操作的异常
throw new UnsupportedOperationException();
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getDes() {
return des;
}
public void setDes(String des) {
this.des = des;
}
//抽象的打印方法
protected abstract void print();
}
定义树枝构件（Composite）角色 / 中间构件1：University 大学
public class University extends Component{
//List存放的是学院的信息
List<Component> components = new ArrayList<>();
public University(String name, String des) {
super(name, des);
}
@Override
protected void add(Component component) {
components.add(component);
}
@Override
protected void remove(Component component) {
components.remove(component);
}
@Override
public String getName() {
return super.getName();
}
@Override
public String getDes() {
return super.getDes();
}
//打印University包含的学院的名字
@Override
protected void print() {
System.out.println("===============名称："+getName()+"描述："+getDes()+"===============");
for (Component coms : components){
coms.print();
}
}
}
定义树枝构件（Composite）角色 / 中间构件2：College 学院
public class College extends Component{
//List存放的是专业的信息
List<Component> components = new ArrayList<>();
public College(String name, String des) {
super(name, des);
}
//实际业务中，University和College重写的add方法和remove方法可能不相同
@Override
protected void add(Component component) {
components.add(component);
}
@Override
protected void remove(Component component) {
components.remove(component);
}
@Override
public String getName() {
return super.getName();
}
@Override
public String getDes() {
return super.getDes();
}
//打印College包含的专业的名字
@Override
protected void print() {
System.out.println("===============名称："+getName()+"描述："+getDes()+"===============");
for (Component coms : components){
coms.print();
}
}
}
定义树叶构件（Leaf）角色：Department 专业
public class Department extends Component{
public Department(String name, String des) {
super(name, des);
}
@Override
public String getName() {
return super.getName();
}
@Override
public String getDes() {
return super.getDes();
}
@Override
protected void print() {
System.out.println("名称："+getName()+"描述："+getDes());
}
}
编写测试类进行测试：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//创建大学
Component university = new University("清华大学", "非常好的大学");
//创建学院
Component college1 = new College("信息工程学院", "信息工程学院好多专业");
Component college2 = new College("建设工程学院", "建设工程学院好多专业");
//将学院添加到学校中
university.add(college1);
university.add(college2);
//创建专业，并把专业添加到学院中
college1.add(new Department("计算机科学与技术","计算机科学与技术好专业"));
college1.add(new Department("网络工程","网络工程好专业"));
college2.add(new Department("土木","土木好专业"));
college2.add(new Department("测绘","测绘好专业"));
university.print();
}
}
