笨蛋学设计模式结构型模式-组合模式【12】

7.6组合模式

7.6.1概念

​ 组合模式通过将对象组合成树状结构来表示 部分-整体的层次关系，从而让客户端能够以同样的方式处理单个对象和对象组合，在使用中将他们视为同一类型的对象。

7.6.2场景

​ 在文件系统中，比如目录和文件就形成了一个树形结构，目录可以包含文件以及子目录，而子目录同样的也可以包含文件以及子目录的子目录。

7.6.3优势 / 劣势

• 一致性：客户端可以统一的处理单个对象和对象的组合，简化了客户端的代码
• 动态性：组合模式支持动态地添加或删除子对象，使得树形结构的构建更加灵活

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• 复杂性：由于树形机构的嵌套特性，可能会增加代码的复杂性
• 深度限制：若组合模式的树形结构的深度过大，可能会导致性能问题

7.6.4组合模式可分为

• 组件Component：组合模式的根节点，定义组合中所有对象的通用接口，可以是抽象类或接口。该类中定义了子类的共性内容
• 叶子Leaf：实现了Component接口的叶子节点，表示组合中的叶子对象，叶子节点没有子节点
• 合成Composite：作用是存储子部件，并且在Composite中实现了对子部件的相关操作，比如添加、删除、获取子组件等

7.6.5组合模式

package com.technologystatck.designpattern.mode.combination;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Combination {
    public static void main(String[] args) {
        //创建叶子节点
        Leaf leaf = new Leaf();

        //创建组合节点，并添加叶子节点
        Composite composite = new Composite();
        composite.add(leaf);

        //统一调用
        composite.operation();

        System.out.println("----------------------");
        composite.remove(leaf);
        composite.operation();
    }
}

//组件接口
interface Component{
    void operation();
}

//叶子节点
class Leaf implements Component{

    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("Leaf operation");
    }
}

//组合节点
class Composite implements Component{
    private List<Component> components=new ArrayList<>();

    public void add(Component component){
        components.add(component);
    }

    public void remove(Component component){
        components.remove(component);
    }

    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("Composite operation");
        for(Component component:components){
            component.operation();
        }
    }
}

7.6.6实战

7.6.6.1题目描述

小明所在的公司内部有多个部门，每个部门下可能有不同的子部门或者员工。

请你设计一个组合模式来管理这些部门和员工，实现对公司组织结构的统一操作。部门和员工都具有一个通用的接口，可以获取他们的名称以及展示公司组织结构。

7.6.6.2输入描述

第一行是一个整数 N（1 <= N <= 100），表示后面有 N 行输入。

接下来的 N 行，每行描述一个部门或员工的信息。部门的信息格式为 D 部门名称，员工的信息格式为 E 员工名称，其中 D 或 E 表示部门或员工。

7.6.6.3输出描述

输出公司的组织结构，展示每个部门下的子部门和员工

7.6.6.4代码

package com.technologystatck.designpattern.mode.combination;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        //先读取公司名称
        String companyName = scanner.nextLine();

        //创建公司对象，并设置公司名称，并将公司添加到树枝节点中
        Company company = new Company(companyName);


        //读取部门和员工信息
        int nums = scanner.nextInt();
        scanner.nextLine();
        for(int i=0;i<nums;i++){
            String type = scanner.next();
            //获取名字并去除空格，以便后续添加到组合节点中
            String name = scanner.nextLine().trim();

            if("D".equals(type)){
                //创建部门对象，并添加到组合节点中
                company.add(new Department(name));
            }else if("E".equals(type)){
                //创建员工对象，并添加到组合节点中
                company.add(new Employee(name));
            }
        }
        //显示公司信息
        company.display();

    }
}

//组件接口
interface Components{
    void display(int depth);
}

//部门的叶子节点
class Department implements Components{

    //部门名称
    private String name;
    //部门下的员工
    private List<Components> children;

    public Department(String name) {
        this.name = name;
        this.children = new ArrayList<>();
    }

    //添加员工
    public void add(Components component){
        children.add(component);
    }
    //删除员工
    public void remove(Components component){
        children.remove(component);
    }
    @Override
    public void display(int depth) {
        StringBuilder indent = new StringBuilder();
        for(int i = 0;i < depth;i++){
            //一个空格
            indent.append(" ");
        }
        System.out.println(indent + name);
        for (Components components : children) {
            components.display(depth+1);
        }
    }
}

//员工的叶子节点
class Employee implements Components{
    //员工名
    private String name;

    public Employee(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void display(int depth) {
        StringBuilder indent = new StringBuilder();
        for(int i = 0;i < depth;i++){
            //两个空格，用于缩进显示层级关系
            indent.append("  ");
        }
        System.out.println(indent + name);
    }
}

//树枝节点，也就是组合节点
class Company{
    private String name;
    //部门相当于根节点
    private Department root;

    public Company(String name) {
        this.name = name;
        this.root = new Department(name);
    }

    public void add(Components components){
        root.add(components);
    }
    public void remove(Components components){
        root.remove(components);
    }

    public void display(){
        System.out.println("Company Structure");
        //从1开始，以适配指定的缩进格式
        root.display(0);
    }
}

7.6.7总结

• 组合模式

• 优点：可以通过组合多个对象形成对象组合，然后再增加新的功能或行为，只需要对组合对象进行操作

• 总结：是一种通过将对象组合成树形结构，提供了灵活且统一的方式来处理单个对象和对象组合

• 场景：需要构建具有部分-整体层次结构的场景，比如组织架构管理、文件系统的文件和文件夹组织