16结构型模式-组合模式

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我们很容易将“组合模式”和“组合关系”搞混。组合模式最初只是用于解决树形结构的场景,更多的是处理对象组织结构之间的问题。而组合关系则是通过将不同对象封装起来完成一个统一功能.

1 组合模式介绍

将对象组合成树形结构以表示整个部分的层次结构.组合模式可以让用户统一对待单个对象和对象的组合.
16结构型模式-组合模式,设计模式,组合模式
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2 组合模式原理

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3 组合模式实现

组合模式的关键在于定义一个抽象根节点类,它既可以代表叶子,又可以代表树枝节点,客户端就是针对该抽象类进行编程,不需要知道它到底表示的是叶子还是容器,可以对其进行统一处理.

树枝节点对象和抽象根节点类之间建立了一个聚合关联关系,在树枝节点对象中既可以包含叶子节点,还可以继续包含树枝节点,以此实现递归组合,形成一个树形结构.

/**
 * 抽象根节点角色
 * 对客户端而言,只需要针对抽象编程,无需关心具体子类是树枝节点还是叶子节点
 **/
public abstract class Component {

    public abstract  void add(Component c); //增加节点
    public abstract void remove(Component c); //删除节点
    public abstract Component getChild(int i); //获取节点
    public abstract void operation(); //业务方法
}
/**
 * 叶子节点
 * 叶子节点中不能包含子节点
 **/
public class Leaf extends Component {
    @Override
    public void add(Component c) {
    }

    @Override
    public void remove(Component c) {
    }

    @Override
    public Component getChild(int i) {
        return null;
    }

    @Override
    public void operation() {
        //叶子节点中的具体方法
    }
}
/**
 * 树枝节点
 * 树枝节点类是一个容器对象,它既可以包含树枝节点也可以包含叶子节点
 **/
public class Composite extends Component {

    //定义集合属性,保存子节点的数据
    private ArrayList<Component> list = new ArrayList<>();

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

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

    @Override
    public Component getChild(int i) {
        return list.get(i);
    }

    //具体业务方法
    @Override
    public void operation() {
        //在循环中,递归调用其他节点中的operation() 方法
        for (Component component : list) {
            component.operation();
        }
    }
}
4 组合模式应用实例

16结构型模式-组合模式,设计模式,组合模式
我们按照下图的表示,进行文件和文件夹的构建.
16结构型模式-组合模式,设计模式,组合模式
Entry类: 抽象类,用来定义File类和Directory类的共性内容

/**
 * Entry抽象类 (文件夹+文件)
 **/
public abstract class Entry {

    public abstract String getName(); //获取文件名

    public abstract int getSize(); //获取文件大小

    //添加文件或者文件夹方法
    public abstract Entry add(Entry entry);

    //显示指定目录下的所有文件的信息
    public abstract void printList(String prefix);

    @Override
    public String toString() {
        return getName() +"(" + getSize() +")";
    }
}

File类,叶子节点,表示文件.

/**
 * File类,表示文件
 **/
public class File extends Entry{

    private String name; //文件名
    private int size; //文件大小

    public File(String name, int size) {
        this.name = name;
        this.size = size;
    }

    @Override
    public String getName() {
        return this.name;
    }

    @Override
    public int getSize() {
        return this.size;
    }

    @Override
    public Entry add(Entry entry) {
        return null;
    }

    @Override
    public void printList(String prefix) {

        System.out.println(prefix + "/" + this);
    }
}

Directory类,树枝节点,表示文件


/**
 * Directory 容器对象,表示文件夹
 **/
public class Directory extends Entry {

    //文件的名字
    private String name;

    //文件夹和文件的集合
    private ArrayList<Entry> directory = new ArrayList<>();

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

    @Override
    public String getName() {
        return this.name;
    }


    /**
     * 获取文件大小
     *      1.如果entry对象是file类型,则调用getSize方法获取文件大小
     *      2.如果entry对象是Directory类型,会继续调用子文件夹的getSize()方法,形成递归调用
     */
    @Override
    public int getSize() {

        int size = 0;

        //遍历获取文件大小
        for (Entry entry : directory) {
            size += entry.getSize();
        }

        return size;
    }

    @Override
    public Entry add(Entry entry) {
        directory.add(entry);
        return this;
    }

    @Override
    public void printList(String prefix) {
        System.out.println("/" + this);
        for (Entry entry : directory) {
            entry.printList("/" + name);
        }
    }
}

测试

public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        //创建根节点
        Directory rootDir = new Directory("root");

        //创建树枝节点
        Directory binDir = new Directory("bin");
        //向bin目录添加叶子节点
        binDir.add(new File("vi",10000));
        binDir.add(new File("test",20000));

        Directory tmpDir = new Directory("tmp");

        Directory usrDir = new Directory("usr");
        Directory mysqlDir = new Directory("mysql");
        mysqlDir.add(new File("my.cnf",30));
        mysqlDir.add(new File("test.db",25000));
        usrDir.add(mysqlDir);

        //将所有子文件夹封装到根节点
        rootDir.add(binDir);
        rootDir.add(tmpDir);
        rootDir.add(usrDir);

        rootDir.printList("");
    }
}
5 组合模式总结

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