【设计模式-8】组合模式的树形结构实现原理和代码演示-Toy模板网

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组合模式是在处理树形结构时而经常使用的设计模式，树形结构一般是由很多节点对象组合而成的一个整体。我们在开发中经常会碰到这样的结构，比如二叉树、多叉树等，映射到真实生活场景中的书的目录结构，部门的层级结构或者是电脑中的文件目录结构等。

1. 概述

组合模式 是针对树形结构而发展出来的一种设计模式，树形结构是由节点对象组合而成的对象，呈现“个体-整体”的结构，这种模式可以使客户端在操作树形结构的整体或者个体节点对象时，能做出统一的响应，这种整体和个体的概念对客户端来说也是不可见的。

组合模式 可以很好的做到，复杂树形对象的层次结构与客户端解耦的目的，是一种结构性的设计模式。

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在组合模式中，通常存在三个角色：

抽象构件：一般是接口或者抽象类，声明了子类的方法和属性。子类可以是一个叶子构件，也可以是一个容器构件。
叶子构件：实现了抽象构件的接口，位于树形结构中最末端的构件，不能包含其他组件，它需要实现了抽象构件所有的方法。
容器构件：实现了抽象构件的接口，表示容器节点对象，可以存放其他的容器构件对象或者叶子构件对象，在具体业务方法中可以通过递归的方式实现对子节点的遍历。

2. 代码实现

下面，我们通过一个电脑中文件目录树形结构的例子，来写一个组合模式的Demo案例，具体代码如下：

抽象构件

// 抽象的构件
public abstract class AbstractNode {
    // 节点名称
    protected String name;
    // 构造的文件名称
    AbstractNode(String name) {
        this.name = name;
    }

    // 添加节点的方法
    protected abstract void add(AbstractNode abstractNode);
    // 展示节点的方法
    protected void show(int lines) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder("|");
        for (int i = 0; i < lines; i++) {
            sb.append("—— ");
        }
        sb.append(name);
        System.out.println(sb);
    }
}

叶子节点 - 文件

// 叶子节点 - 文件
public class File extends AbstractNode {
    // 构造函数
    File(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    protected void add(AbstractNode abstractNode) {
        // 可以通过抛出异常表示子节点不支持的方法
        throw new RuntimeException("叶子构件不支持添加新的节点");
    }

    @Override
    protected void show(int lines) {
        // 调用父类的方法
        super.show(lines);
    }
}

容器节点 - 文件夹

// 容器节点 - 文件夹
public class Folder extends AbstractNode{
    // 文件夹下面的子节点（包含容器节点和叶子节点）
    private List<AbstractNode> list;
    // 构造函数默认赋值
    public Folder(String name) {
        super(name);
        this.list = new ArrayList<>();
    }

    @Override
    protected void add(AbstractNode abstractNode) {
        list.add(abstractNode);
    }

    @Override
    protected void show(int lines) {
        // 先展示名称
        super.show(lines);
        // 节点展示 + 1
        lines ++;
        // 子节点的展示
        for (AbstractNode node : list) {
            node.show(lines);
        }
    }
}

客户端

// 客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义文件夹
        AbstractNode folder = new Folder("D盘");
        folder.add(new File("日记.txt"));
        folder.add(new File("人民的名义.mp4"));

        // 添加子文件夹
        AbstractNode sonFolder1 = new Folder("音乐");
        sonFolder1.add(new File("周杰伦.mp3"));
        sonFolder1.add(new File("以父之名.mp3"));
        AbstractNode music = new Folder("张杰");
        music.add(new File("年轻的战场.mp3"));
        sonFolder1.add(music);
        AbstractNode sonFolder2 = new Folder("图片");
        sonFolder2.add(new File("快看这是美景图.jpeg"));
        folder.add(sonFolder1);
        folder.add(sonFolder2);
        // 文件展示
        folder.show(0);
    }
}