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本文将介绍java设计模式之组合模式
案例引入:
看一个学校院系展示需求:编写程序展示一个学校院系结构:需求是这样,要在一个页面中展示出学校的院系 组成,一个学校有多个学院,一个学院有多个系。
如图:
传统方案解决学校院系展示(类图)
传统方案解决学校院系展示存在的问题分析
1) 将学院看做是学校的子类,系是学院的子类,这样实际上是站在组织大小来进行分层次的
2) 实际上我们的要求是 :在一个页面中展示出学校的院系组成,一个学校有多个 学院,一个学院有多个系, 因此这种方案,不能很好实现的管理的操作,比如 对学院、系的添加,删除,遍历等
3) 解决方案:把学校、院、系都看做是组织结构,他们之间没有继承的关系,而是 一个树形结构,可以更好的实现管理操作。 => 组合模式
组合模式基本介绍
1) 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。
2) 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。
3) 这种类型的设计模式属于结构型模式。
4) 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
组合模式原理类图
Composite是管理者,叶子结点Leaf是被管理者
组合模式解决的问题
1) 组合模式解决这样的问题,当我们的要处理的对象可以生成一颗树形结构,而 我们要对树上的节点和叶子进行操作时,它能够提供一致的方式,而不用考虑 它是节点还是叶子
2) 对应的示意图
组合模式解决学校院系展示
1) 应用实例要求 编写程序展示一个学校院系结构:需求是这样,要在一个页面中展示出学校的院系组 成,一个学校有多个学院,一个学院有多个系。 2) 思路分析和图解(类图) 3) 代码实现
package composite;/* <---这是包名-*- coding:utf-8 -*-作者:bob-coding日期:10月13日19:21敲码百遍,其意多见!!冲冲冲!!!*/import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class Composite {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stub//从大到小创建对象 学校OrganizationComponent university = new University("清华大学", " 中国顶级大学 ");//创建 学院OrganizationComponent computerCollege = new College("计算机学院", " 计算机学院 ");OrganizationComponent infoEngineercollege = new College("信息工程学院", " 信息工程学院 ");//创建各个学院下面的系(专业)computerCollege.add(new Department("软件工程", " 软件工程不错 "));computerCollege.add(new Department("网络工程", " 网络工程不错 "));computerCollege.add(new Department("计算机科学与技术", " 计算机科学与技术是老牌的专业 "));//infoEngineercollege.add(new Department("通信工程", " 通信工程不好学 "));infoEngineercollege.add(new Department("信息工程", " 信息工程好学 "));//将学院加入到 学校university.add(computerCollege);university.add(infoEngineercollege);university.print();/*--------------清华大学----------------------------计算机学院--------------软件工程网络工程计算机科学与技术--------------信息工程学院--------------通信工程信息工程*/infoEngineercollege.print();/*--------------信息工程学院--------------通信工程信息工程*/}}class Department extends OrganizationComponent {//没有集合public Department(String name, String des) {super(name, des);// TODO Auto-generated constructor stub}//add , remove 就不用写了,因为他是叶子节点@Overridepublic String getName() {// TODO Auto-generated method stubreturn super.getName();}@Overridepublic String getDes() {// TODO Auto-generated method stubreturn super.getDes();}@Overrideprotected void print() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println(getName());}}class College extends OrganizationComponent {//List 中 存放的DepartmentList<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<OrganizationComponent>();// 构造器public College(String name, String des) {super(name, des);// TODO Auto-generated constructor stub}// 重写add@Overrideprotected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {// TODO Auto-generated method stub// 将来实际业务中,Colleage 的 add 和 University add 不一定完全一样organizationComponents.add(organizationComponent);}// 重写remove@Overrideprotected void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {// TODO Auto-generated method stuborganizationComponents.remove(organizationComponent);}@Overridepublic String getName() {// TODO Auto-generated method stubreturn super.getName();}@Overridepublic String getDes() {// TODO Auto-generated method stubreturn super.getDes();}// print方法,就是输出University 包含的学院@Overrideprotected void print() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("--------------" + getName() + "--------------");//遍历 organizationComponentsfor (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {organizationComponent.print();}}}//University 就是 Composite , 可以管理Collegeclass University extends OrganizationComponent {List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<OrganizationComponent>();// 构造器public University(String name, String des) {super(name, des);// TODO Auto-generated constructor stub}// 重写add@Overrideprotected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {// TODO Auto-generated method stuborganizationComponents.add(organizationComponent);}// 重写remove@Overrideprotected void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {// TODO Auto-generated method stuborganizationComponents.remove(organizationComponent);}@Overridepublic String getName() {// TODO Auto-generated method stubreturn super.getName();}@Overridepublic String getDes() {// TODO Auto-generated method stubreturn super.getDes();}// print方法,就是输出University 包含的学院@Overrideprotected void print() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("--------------" + getName() + "--------------");//遍历 organizationComponentsfor (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {organizationComponent.print();}}}abstract class OrganizationComponent {private String name; // 名字private String des; // 说明protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {//默认实现throw new UnsupportedOperationException();}protected void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {//默认实现throw new UnsupportedOperationException();}//构造器public OrganizationComponent(String name, String des) {super();this.name = name;this.des = des;}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;}//方法print, 做成抽象的, 子类都需要实现protected abstract void print();}
运行结果放在代码中,代码有点长,这里附上类的结构图
组合模式在JDK集合的源码分析
Java的集合类-HashMap就使用了组合模式
说明
1. Map 就是一个抽象的构建 (类似我们的Component)
2. HashMap是一个中间的构建(Composite), 实现/继承了相关方法 put , putall
3. Node 是 HashMap的静态内部类,类似Leaf叶子节点, 这里就没有 put , putall
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V>
组合模式的注意事项和细节
1) 简化客户端操作。客户端只需要面对一致的对象而不用考虑整体部分或者节点叶子 的问题。
2) 具有较强的扩展性。当我们要更改组合对象时,我们只需要调整内部的层次关系, 客户端不用做出任何改动。
3) 方便创建出复杂的层次结构。客户端不用理会组合里面的组成细节,容易添加节点 或者叶子从而创建出复杂的树形结构。
4) 需要遍历组织机构,或者处理的对象具有树形结构时, 非常适合使用组合模式。
5) 要求较高的抽象性,如果节点和叶子有很多差异性的话,比如很多方法和属性 都不一样,不适合使用组合模式。