Java23种设计模式案例:组合模式(Composite)

原创
2017/07/16 23:07
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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。

1、适用场景

您想表示对象的部分-整体层次结构(树形结构)。

2、代码实现

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。

(1)结构图

(2)实现代码案例1

步骤 1

创建 Employee 类,该类带有 Employee 对象的列表。

Employee.java

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

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+" ]");
   }   
}

步骤 2

使用 Employee 类来创建和打印员工的层次结构。

CompositePatternDemo.java

public class CompositePatternDemo {
   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);
         }
      }		
   }
}

步骤 3

验证输出。

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 ]

(3)代码实现案例2

package demo22.compositeModel;

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

/**
 * 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。
 * @author MENGFEIYANG
 *
 */

/*
 * Component为组合中的对象声明接口,在适当情况下,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的子部件
 */
abstract class Component{
	protected String name;
	public Component(String name){
		this.name = name;
	}
	
	//通常都用Add和Remove方法来提供增加或移除树叶或树枝的功能
	public abstract void Add(Component c);
	public abstract void Remove(Component c);
	public abstract void Display(int depth);
}

/*
 * Leaf在组合中表示叶节点对象,叶节点没有子节点
 */
class Leaf extends Component{
	public Leaf(String name){
		super(name);
	}
	
	/*
	 * 由于叶子没有在增加分支和树叶,所以add和remove方法实现它没有意义,但这样做可以消除叶节点和枝节点对象
	 * 在抽象层次的区别,他们具备完全一致的接口
	 * @see demo22.compositeModel.Component#Add(demo22.compositeModel.Component)
	 */

	@Override
	public void Add(Component c) {
		System.out.println("Cannot add to a leaf");
		
	}

	@Override
	public void Remove(Component c) {
		System.out.println("Cannot remove from a leaf");
		
	}

	@Override
	public void Display(int depth) {
		String str = "";
		for(int i = 0;i<depth;i++){
			String s = "-";		
			str = str+s;
		}
		System.out.println(str+super.name);  //显示名称和级别
		
	}
}

/*
 * Composite定义有枝节点的行为,用来存储子部件,在Component接口中实现与子部件有关的操作,比如增加Add
 * 和删除Remove
 * 
 */
class Composite extends Component{
	//一个子节点对象集合用来存储其下属的枝节点和叶节点
	private List<Component> children = new ArrayList<Component>();
	
	public Composite(String name){
		super(name);
	}

	@Override
	public void Add(Component c) {
		children.add(c);
		
	}

	@Override
	public void Remove(Component c) {
		children.remove(c);
		
	}

	@Override
	public void Display(int depth) {
		System.out.println(super.name);
		
		for(Component component : children){    //显示其枝节点名称,并对其下级进行遍历
			component.Display(depth + 2);
		}
		
	}
	
	
}

public class CompositeModel {
	public static void main(String args[]){
		Composite root = new Composite("-root");   //生成树根root,根上长出两个叶LeafA和LeafB
		root.Add(new Leaf("Leaf A"));
		root.Add(new Leaf("Leaf B"));
		
		Composite comp = new Composite("----Composite X");
		comp.Add(new Leaf("Leaf XA"));  //根上长出分支CompositeXA ,分支上也有两叶LeafXA和LeafXB
		comp.Add(new Leaf("Leaf XB"));
		
		root.Add(comp);
		
		Composite comp2 = new Composite("----Composote XY");
		comp2.Add(new Leaf("Leaf XYA"));  //在Composite X上在长出分支CompositeXY,分支上也有两叶LeafXYA和LeafXYB
		comp2.Add(new Leaf("Leaf XYB"));
		
		comp.Add(comp2);
		
		root.Add(new Leaf("Leaf C"));
		Leaf leaf = new Leaf("Leaf D"); //根部又长出两叶LeafC和LeafD,可惜LeafD没长劳,被风吹走了
		
		root.Add(leaf);
		
		root.Display(1);  //显示大树的样子
		
	}

}

 

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