设计模式-09-组合模式

组合模式(Composite Pattern)

意图

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。

The Intent of this pattern is to compose objects into tree structures to represent partwhole hierachies.Composite lets clients treat individual objects and compositions of objects uniformly.

主要解决

模糊了简单元素和复杂元素的概念，客户程序可以向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。

何时使用

表示对象的部分-整体层次结构（树形结构）。
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。

关键代码

树枝内部组合该接口，并且含有内部属性 List，里面放 Component。

如何解决

树枝和叶子实现统一接口，树枝内部组合该接口。

应用实例

算术表达式包括操作数、操作符和另一个操作数，其中，另一个操作符也可以是操作数、操作符和另一个操作数。
在 JAVA AWT 和 SWING 中，对于 Button 和 Checkbox 是树叶，Container 是树枝。

优点

高层模块调用简单。
节点自由增加。

缺点

在使用组合模式时，其叶子和树枝的声明都是实现类，而不是接口，违反了依赖倒置原则。

使用场景

部分、整体场景，如树形菜单，文件、文件夹的管理。

注意事项

定义时为具体类。

案例1

文件和文件夹。

类图

代码

pattern09.composite.demo1

public abstract class AbstractFile {
	protected String fname;

	public AbstractFile(String fname) {
		super();
		this.fname = fname;
	}

	abstract void add(AbstractFile abstractFile);

	abstract void remove(AbstractFile abstractFile);

	abstract void printName();

	void operation() {
		System.out.println("文件其他操作...");
	}
}

public class File extends AbstractFile {

	public File(String fname) {
		super(fname);
	}

	@Override
	void add(AbstractFile abstractFile) {
		System.out.println("File" + "添加");
	}

	@Override
	void remove(AbstractFile abstractFile) {
		System.out.println("File" + "移除");
	}

	@Override
	void printName() {
		System.out.println("File" + fname);
	}
}

public class Folders extends AbstractFile {

	ArrayList<AbstractFile> afs = new ArrayList<AbstractFile>();

	public Folders(String fname) {
		super(fname);
	}

	@Override
	void add(AbstractFile abstractFile) {
		afs.add(abstractFile);
		System.out.println("Folders" + "添加");
	}

	@Override
	void remove(AbstractFile abstractFile) {
		afs.remove(abstractFile);
		System.out.println("Folders" + "添加");
	}

	@Override
	void printName() {
		System.out.println("Folders" + fname);
		for (AbstractFile af : afs) {
			af.printName();
		}
	}
}

案例2

对于功能不太复杂的，可以简化类图，即合并为一个类。

我们有一个类 Employee，该类被当作组合模型类。CompositePatternDemo，我们的演示类使用 Employee 类来添加部门层次结构，并打印所有员工。

类图

代码

pattern09.composite.demo2

public class Employee {
	private String name;
	private String dept;
	private int salary;
	private List<Employee> subordinates;

	// 构造函数
	public Employee(String name, String dept, int sal) {
		this.name = name;
		this.dept = dept;
		this.salary = sal;
		subordinates = new ArrayList<Employee>();
	}

	public void add(Employee e) {
		subordinates.add(e);
	}

	public void remove(Employee e) {
		subordinates.remove(e);
	}

	public List<Employee> getSubordinates() {
		return subordinates;
	}

	public String toString() {
		return ("Employee :[ Name : " + name + ", dept : " + dept + ", salary :" + salary + " ]");
	}
}

测试输出

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Employee CEO = new Employee("John", "CEO", 30000);

		Employee headSales = new Employee("Robert", "Head Sales", 20000);

		Employee headMarketing = new Employee("Michel", "Head Marketing", 20000);

		Employee clerk1 = new Employee("Laura", "Marketing", 10000);
		Employee clerk2 = new Employee("Bob", "Marketing", 10000);

		Employee salesExecutive1 = new Employee("Richard", "Sales", 10000);
		Employee salesExecutive2 = new Employee("Rob", "Sales", 10000);

		CEO.add(headSales);
		CEO.add(headMarketing);

		headSales.add(salesExecutive1);
		headSales.add(salesExecutive2);

		headMarketing.add(clerk1);
		headMarketing.add(clerk2);

		// 打印该组织的所有员工
		System.out.println(CEO);
		for (Employee headEmployee : CEO.getSubordinates()) {
			System.out.println(headEmployee);
			for (Employee employee : headEmployee.getSubordinates()) {
				System.out.println(employee);
			}
		}
	}
}

Employee :[ Name : John, dept : CEO, salary :30000 ]
Employee :[ Name : Robert, dept : Head Sales, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Richard, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Rob, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Michel, dept : Head Marketing, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Laura, dept : Marketing, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Bob, dept : Marketing, salary :10000 ]