Day08-设计模式之组合模式

设计模式之组合模式

引例

在现实生活中，存在很多“部分-整体”的关系，例如，大学中的学院与系、总公司中的分公司与部门，文件系统中的文件与文件夹等。对这些简单对象与复合对象的处理，如果用组合模式来实现会很方便。

组合模式介绍

组合模式定义如下：

组合模式(Composite Pattern)也称为整体部分(Part-Whole)模式 ，它的宗旨是通过将单个对象（叶子节点）和组合对象（树枝节点）用相同的接口进行表示 ，使得客户对单个对象和组合对象的使用具有一致性 ，属于结构型模式。

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。

uml类图

在组合模式结构图中包含如下几个角色：

• Component（抽象构件）

  它可以是接口或抽象类，为叶子构件和树枝构件对象声明接口，在该角色中可以包含所有子类共有行为的声明和实现。在抽象构件中定义了访问及管理它的子构件的方法，如增加子构件、删除子构件、获取子构件等。

• Composite（树枝构件）

  它在组合结构中表示树枝节点对象，树枝节点包含子节点，其子节点可以是叶子节点，也可以是树枝节点，它提供一个集合用于存储子节点，实现了在抽象构件中定义的行为，包括那些访问及管理子构件的方法，在其业务方法中可以递归调用其子节点的业务方法。

• Leaf（叶子构件）

  它在组合结构中表示叶子节点对象，叶子节点没有子节点，它实现了在抽象构件中定义的行为。对于那些访问及管理子构件的方法，可以通过异常等方式进行处理。

代码实现

假设现在需要编写程序展示一个学校院系结构，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。并可以对学院，系进行添加，删除等管理操作。

1、抽象构件

package day09_composite.test01;

/**
 * @author coolsheep
 * @date 2023/4/11 9:44
 * @Describe 抽象构建
 */
public interface SchoolComponent {

    //添加子构件
    void add(SchoolComponent schoolComponent);

    //删除子构件
    void remove(SchoolComponent schoolComponent);

    //打印输出信息
    void print();

}

树枝构件

package day09_composite.test01;

import lombok.Data;

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

/**
 * @author coolsheep
 * @date 2023/4/11 9:50
 * @Describe 学校-树枝构件
 */
@Data
public class University implements SchoolComponent{

    private String name;

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

    private List<SchoolComponent> schoolComponents = new ArrayList<>();

    @Override
    public void add(SchoolComponent schoolComponent) {
        schoolComponents.add(schoolComponent);
    }

    @Override
    public void remove(SchoolComponent schoolComponent) {
        schoolComponents.remove(schoolComponent);
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println("=============="+getName()+"================");
        for (SchoolComponent schoolComponent : schoolComponents) {
            schoolComponent.print();
        }
    }
}

package day09_composite.test01;

import lombok.Data;

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

/**
 * @author coolsheep
 * @date 2023/4/11 9:50
 * @Describe 学院-树枝构件
 */
@Data
public class college implements SchoolComponent{

    private String name;

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

    private List<SchoolComponent> schoolComponents = new ArrayList<>();

    @Override
    public void add(SchoolComponent schoolComponent) {
        schoolComponents.add(schoolComponent);
    }

    @Override
    public void remove(SchoolComponent schoolComponent) {
        schoolComponents.remove(schoolComponent);
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println("=============="+getName()+"================");
        for (SchoolComponent schoolComponent : schoolComponents) {
            schoolComponent.print();
        }
    }
}

叶子构建

package day09_composite.test01;

import lombok.Data;

/**
 * @author coolsheep
 * @date 2023/4/11 10:20
 * @Describe
 */
@Data
public class department implements SchoolComponent{

    private String name;

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

    @Override
    public void add(SchoolComponent schoolComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

    @Override
    public void remove(SchoolComponent schoolComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println(getName());
    }
}

组合模式的应用场景

1. 在需要表示一个对象整体与部分的层次结构的场合。

2. 要求对用户隐藏组合对象与单个对象的不同，用户可以用统一的接口使用组合结构中的所有对象的场合。

   比如树形菜单，操作系统目录结构，公司组织架构等。