设计模式(组合模式(Composite))

将对象组合成属性结构以表示“部分-整体”的层次结构。组合使得用户和单个对象和组合对象的使用具有一致性。
设计模式(组合模式(Composite))
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组合模式设计的角色:
1. Component:是组合中的对象声明接口,在适当的情况下,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.
2. Leaf:在组合中表示叶子节点对象,叶子节点没有子节点。
3. Composite:定义树枝节点行为,用来存储子部件,在Component接口中实现与子部件有关操作,如增加和删除等。
举个简单例子(树枝和叶子)
1 Component

public abstract class Component { protected String name; public Component(String name) { this.name = name; }protected abstract void add(Component component); protected abstract void remove(Component component); protected abstract void operation(int depth); protected abstract List getChildren(); }

2 Leaf(树叶)
public class Leaf extends Component { public Leaf(String name) { super(name); }@Deprecated public void add(Component component) throws UnsupportedOperationException { throw new UnsupportedOperationException(); }@Deprecated public void remove(Component component) throws UnsupportedOperationException { throw new UnsupportedOperationException(); }@Override protected void operation(int depth){ String temp = ""; for(int i=0; i getChildren() throws UnsupportedOperationException { throw new UnsupportedOperationException(); } }

3 Composite(树枝)
public class Composite extends Component { private LinkedList children; public Composite(String name) { super(name); this.children = new LinkedList<>(); }public void add(Component component) { this.children.add(component); }@Override public void remove(Component component) { this.children.remove(component); }@Override public LinkedList getChildren() { return children; }@Override protected void operation(int depth) { String temp = ""; for(int i=0; i children = this.getChildren(); System.out.println(temp+this.name); for (Component c : children) { c.operation(depth+1); } } }

4 测试代码
public class MainTest { public static void main(String[] args) { Composite root = new Composite("树根"); Composite branch01 = new Composite("树枝01"); Composite branch02 = new Composite("树枝02"); Composite branch03 = new Composite("树枝03"); Composite branch04 = new Composite("树枝04"); branch01.add(new Leaf("树叶01")); branch01.add(new Leaf("树叶02")); branch03.add(new Leaf("树叶03")); branch03.add(new Leaf("树叶04")); branch03.add(new Leaf("树叶05")); branch01.add(branch03); branch02.add(new Leaf("树叶06")); branch02.add(new Leaf("树叶07")); branch02.add(new Leaf("树叶08")); branch04.add(new Leaf("树叶09")); branch04.add(new Leaf("树叶10")); branch02.add(branch04); root.add(branch01); root.add(branch02); root.operation(0); } }

输出结果:
树根 树枝01 树叶01 树叶02 树枝03 树叶03 树叶04 树叶05 树枝02 树叶06 树叶07 树叶08 树枝04 树叶09 树叶10

上面测试代码部分构建树结构的代码着实不太好看,效率太低。其实,在真实应用中。并不是这样子手工地构建一棵复杂的树,应该是我们已经将整棵树的节点内容、逻辑关系都存储在数据库表中,开发人员编程从数据库中的表中读取记录来构建整棵树。
透明模式 vs 安全模式
上面的代码属于透明模式,我们先看看安全模式是怎么实现的:
更改一下Component:
public abstract class Component { protected String name; public Component(String name) { this.name = name; } protected abstract void operation(int depth); }

再更改下Leaf
public class Leaf extends Component { public Leaf(String name) { super(name); }@Override protected void operation(int depth){ String temp = ""; for(int i=0; i

被称为安全模式是因为Leaf不具有add和remove等方法,这些具体方法是被下置到Composite类中去具体实现了。透明模式将add和remove等方法上升到抽象构建类Component中去了。那么此时Leaf类在具体实现时就必须将继承而来的add和remove等不可用、不合理的方法给注释掉(@Deprecated),并抛出适当的异常,不提供给用户使用。至于是使用透明模式还是安全模式就仁者见仁智者见智咯。不过,在这一模式中,相对于安全性,我们比较强调透明性。
使用场景:
  1. 用于对象的部分-整体层次结构,如树形菜单、文件夹菜单、部门组织架构等。
  2. 对用户隐藏组合对象与单个对象的不同,使得用户统一地使用组合结构中的所有对象。
优缺点
优点:使客户端调用简单,客户端可以一直的使用组合结构或其中单个对象,用户就不必关心自己处理的是单个对象还是整个组合结构,这就简化了客户端代码。更容易在组合体内加入对象不见,客户端不必因为加入了新的对象不见而更改代码。这一点符合开闭原则的要求,对系统的二次开发和功能扩展很有利。
缺点:组合模式不容易限制组合中的构件。
Jdk中的组合模式
java.util.Map#putAll(Map)
java.util.List#addAll(Collection)
java.util.Set#addAll(Collection)
反面教材
?回想起以前写页面菜单的时候,从数据库中读取类似的树形结构,当时没有采用这种组合模式,而是限定死树的最大深度(页面的菜单深度不超过3,实际上也没见到过超过3的),这样前端js代码在深度不超过3时没有问题,当超过3时,就需要重新编写页面菜单的js代码了,这样的扩展性并不好,如果当时采用了这种组合模式就会好很多。
?写页面菜单已经是6年前的事了,代码早已不详~最近用项目需求要写一棵树,单例模式的。大伙来看看有什么不妥之处。
首先定义实体类Entry
public class Entry { private String name; //some other propertiespublic Entry(String name) { super(); this.name = name; } //getter and setter略 }

定义树节点(这里的叶子节点可以看成son==null的TreeNode,而树枝节点son!=null)
public class TreeNode { private Entry entry; private List son; //getter and setter略 }

定义单例树节点
public class Tree { private TreeNode tree; private Tree() { tree = new TreeNode(); tree.setEntry(null); tree.setSon(new ArrayList()); }public static class SingletonTreeInner { public static final Tree INSTANCE = new Tree(); }public static Tree getInstance() { return SingletonTreeInner.INSTANCE; }public TreeNode getTree() { return tree; } }

测试代码(根-集群-主机-虚拟机的层次关系):
public static void insertData() { Tree root = Tree.getInstance(); List rootList = root.getTree().getSon(); //add cluster into root node TreeNode cluster = new TreeNode(); Entry entry1 = new Entry("cluster1"); cluster.setEntry(entry1); cluster.setSon(null); rootList.add(cluster); //add host into cluster node TreeNode host = new TreeNode(); Entry entry2 = new Entry("host1"); host.setEntry(entry2); host.setSon(null); if(cluster.getSon() == null) { cluster.setSon(new ArrayList()); } List clusterList = cluster.getSon(); clusterList.add(host); //add vm into host node TreeNode vm = new TreeNode(); Entry entry3 = new Entry("vm1"); vm.setEntry(entry3); vm.setSon(null); if(host.getSon() == null) { host.setSon(new ArrayList()); } List hostList = host.getSon(); hostList.add(vm); }

大伙比对组合模式来看看这段代码有什么欠妥之处,欢迎在下方留言探讨。
【设计模式(组合模式(Composite))】参考资料
1. 《23种设计模式》
2. 《细数JDK里的设计模式》
3. 《组合模式(Composite)的安全模式与透明模式》

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