Java设计模式——组合模式(Composite Pattern)

场景一
描述:大家在上学的时候应该都学过“数据结构”这门课程吧,还记得其中有一节叫“二叉树”吧,我们上学那会儿这一章节是必考内容,左子树,右子树,什么先序遍历后序遍历什么,重点就是二叉树的的遍历,我还记得当时老师就说,考试的时候一定有二叉树的构建和遍历,现在想起来还是觉的老师是正确的,树状结果在实际项目应用的非常广泛。
咱就先说个最常见的例子,公司的人事管理就是一个典型的树状结构,你想想你公司的结构是不是这样:
Java设计模式——组合模式(Composite Pattern)
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从最高的老大,往下一层一层的管理,最后到我们这层小兵,很典型的树状结构(说明一下,这不是二叉树,有关二叉树的定义可以翻翻以前的教科书),我们今天的任务就是要把这个树状结构实现出来,并且还要把它遍历一遍,你要确认你建立的树是否有问题呀。
从这个树状结构上分析,有两种节点:有分支的节点(如研发部经理)和无分支的节点(如员工A、员工D 等),我们增加一点学术术语上去,总经理叫做根节点(是不是想到XML 中的那个根节点root,那就对了),类似研发部经理有分支的节点叫做树枝节点,类似员工A 的无分支的节点叫做树叶节点,都很形象,三个类型的的节点,那是不是定义三个类就可以?好,我们按照这个思路走下去,先看我们自己设计的类图:
Java设计模式——组合模式(Composite Pattern)
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这个类图是初学者最容易想到的类图(如果你已经看明白这个类图的缺陷了,就可以不看下边的实现了,我是循序渐进的讲课,呵呵),我那来看这个实现:
先看最高级别的根节点的实现:

package com.gumx.common; import java.util.ArrayList; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 定义一个根节点,就为总经理服务 */ public interface IRoot { //得到总经理的信息 public String getInfo(); //总经理下边要有小兵,那要能增加小兵,比如研发部总经理,这是个树枝节点 public void add(IBranch branch); //那要能增加树叶节点 public void add(ILeaf leaf); //既然能增加,那要还要能够遍历,不可能总经理不知道他手下有哪些人 public ArrayList getSubordinateInfo(); }

这个根节点就是我们的总经理CEO,然后看实现类:
package com.gumx.common; import java.util.ArrayList; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 根节点的实现类 */ @SuppressWarnings("all") public class Root implements IRoot { //保存根节点下的树枝节点和树叶节点,Subordinate的意思是下级 private ArrayList subordinateList = new ArrayList(); //根节点的名称 private String name = ""; //根节点的职位 private String position = ""; //根节点的薪水 private int salary = 0; //通过构造函数传递进来总经理的信息 public Root(String name,String position,int salary){ this.name = name; this.position = position; this.salary = salary; } //增加树枝节点 public void add(IBranch branch) { this.subordinateList.add(branch); } //增加叶子节点,比如秘书,直接隶属于总经理 public void add(ILeaf leaf) { this.subordinateList.add(leaf); } //得到自己的信息 public String getInfo() { String info = ""; info = "名称:"+ this.name; ; info = info + "\t职位:" + this.position; info = info + "\t薪水: " + this.salary; return info; } //得到下级的信息 public ArrayList getSubordinateInfo() { return this.subordinateList; } }

很简单,通过构造函数传入参数,然后获得信息,还可以增加子树枝节点(部门经理)和叶子节点(秘
书)。我们再来看IBranch.java:
package com.gumx.common; import java.util.ArrayList; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 树枝节点,也就是各个部门经理和组长的角色 */ public interface IBranch { //获得信息 public String getInfo(); //增加数据节点,例如研发部下的研发一组 public void add(IBranch branch); //增加叶子节点 public void add(ILeaf leaf); //获得下级信息 public ArrayList getSubordinateInfo(); }

下面是树枝节点的实现类:
package com.gumx.common; import java.util.ArrayList; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 所有的树枝节点 */ @SuppressWarnings("all") public class Branch implements IBranch { //存储子节点的信息 private ArrayList subordinateList = new ArrayList(); //树枝节点的名称 private String name=""; //树枝节点的职位 private String position = ""; //树枝节点的薪水 private int salary = 0; //通过构造函数传递树枝节点的参数 public Branch(String name,String position,int salary){ this.name = name; this.position = position; this.salary = salary; } //增加一个子树枝节点 public void add(IBranch branch) { this.subordinateList.add(branch); } //增加一个叶子节点 public void add(ILeaf leaf) { this.subordinateList.add(leaf); } //获得自己树枝节点的信息 public String getInfo() { String info = ""; info = "名称:" + this.name; info = info + "\t职位:"+ this.position; info = info + "\t薪水:"+this.salary; return info; } //获得下级的信息 public ArrayList getSubordinateInfo() { return this.subordinateList; } }

最后看叶子节点,也就是员工的接口:
package com.gumx.common; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 叶子节点,也就是最小的小兵了,只能自己干活,不能指派别人了 */ public interface ILeaf { //获得自己的信息呀 public String getInfo(); }

下面是叶子节点的实现类:
package com.gumx.common; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 最小的叶子节点 */ @SuppressWarnings("all") public class Leaf implements ILeaf { //叶子叫什么名字 private String name = ""; //叶子的职位 private String position = ""; //叶子的薪水 private int salary=0; //通过构造函数传递信息 public Leaf(String name,String position,int salary){ this.name = name; this.position = position; this.salary = salary; } //最小的小兵只能获得自己的信息了 public String getInfo() { String info = ""; info = "名称:" + this.name; info = info + "\t职位:"+ this.position; info = info + "\t薪水:"+this.salary; return info; } }

好了,所有的根节点,树枝节点和叶子节点都已经实现了,从总经理、部门经理到最终的员工都已经实现了,然后的工作就是组装成一个树状结构和遍历这个树状结构,看Client.java 程序:
package com.gumx.common; import java.util.ArrayList; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * Client的作用是组装这棵树,并遍历一遍 */ @SuppressWarnings("all") public class Client { public static void main(String[] args) { //首先产生了一个根节点 IRoot ceo = new Root("王大麻子","总经理",100000); //产生三个部门经理,也就是树枝节点 IBranch developDep = new Branch("刘大瘸子","研发部门经理",10000); IBranch salesDep = new Branch("马二拐子","销售部门经理",20000); IBranch financeDep = new Branch("赵三驼子","财务部经理",30000); //再把三个小组长产生出来 IBranch firstDevGroup = new Branch("杨三乜斜","开发一组组长",5000); IBranch secondDevGroup = new Branch("吴大棒槌","开发二组组长",6000); //剩下的及时我们这些小兵了,就是路人甲,路人乙 ILeaf a = new Leaf("a","开发人员",2000); ILeaf b = new Leaf("b","开发人员",2000); ILeaf c = new Leaf("c","开发人员",2000); ILeaf d = new Leaf("d","开发人员",2000); ILeaf e = new Leaf("e","开发人员",2000); ILeaf f = new Leaf("f","开发人员",2000); ILeaf g = new Leaf("g","开发人员",2000); ILeaf h = new Leaf("h","销售人员",5000); ILeaf i = new Leaf("i","销售人员",4000); ILeaf j = new Leaf("j","财务人员",5000); ILeaf k = new Leaf("k","CEO秘书",8000); ILeaf zhengLaoLiu = new Leaf("郑老六","研发部副总",20000); //该产生的人都产生出来了,然后我们怎么组装这棵树 //首先是定义总经理下有三个部门经理 ceo.add(developDep); ceo.add(salesDep); ceo.add(financeDep); //总经理下还有一个秘书 ceo.add(k); //定义研发部门下的结构 developDep.add(firstDevGroup); developDep.add(secondDevGroup); //研发部经理下还有一个副总 developDep.add(zhengLaoLiu); //看看开发两个开发小组下有什么 firstDevGroup.add(a); firstDevGroup.add(b); firstDevGroup.add(c); secondDevGroup.add(d); secondDevGroup.add(e); secondDevGroup.add(f); //再看销售部下的人员情况 salesDep.add(h); salesDep.add(i); //最后一个财务 financeDep.add(j); //树状结构写完毕,然后我们打印出来 System.out.println(ceo.getInfo()); //打印出来整个树形 getAllSubordinateInfo(ceo.getSubordinateInfo()); } //遍历所有的树枝节点,打印出信息 private static void getAllSubordinateInfo(ArrayList subordinateList){ int length = subordinateList.size(); for(int m=0; m

这个程序比较长,如果是在我们的项目中有这样的程序,肯定是被拉出来做典型的,你写一大坨的程序给谁呀,以后还要维护的,程序是要短小精悍!幸运的是,我们是这为案例来讲解,而且就是指出这样组装这棵树是有问题,等会我们深入讲解,先看运行结果: 名称:王大麻子职位:总经理薪水: 100000
名称:刘大瘸子职位:研发部门经理薪水:10000
名称:杨三乜斜职位:开发一组组长薪水:5000
名称:a 职位:开发人员薪水:2000
名称:b 职位:开发人员薪水:2000
名称:c 职位:开发人员薪水:2000
名称:吴大棒槌职位:开发二组组长薪水:6000
名称:d 职位:开发人员薪水:2000
名称:e 职位:开发人员薪水:2000
名称:f 职位:开发人员薪水:2000
名称:郑老六职位:研发部副总薪水:20000名称:马二拐子职位:销售部门经理薪水:20000
名称:h 职位:销售人员薪水:5000
名称:i 职位:销售人员薪水:4000
名称:赵三驼子职位:财务部经理薪水:30000
名称:j 职位:财务人员薪水:5000
名称:k 职位:CEO秘书薪水:8000
和我们期望要的结果一样,一棵完整的树就生成了,而且我们还能够遍历。看类图或程序的时候,你有没有发觉有问题?getInfo 每个接口都有为什么不能抽象出来?Root 类和Branch 类有什么差别?为什么要定义成两个接口两个类?如果我要加一个任职期限,你是不是每个类都需要修改?如果我要后序遍历(从员工找到他的上级领导)能做吗?——彻底晕菜了!
问题很多,我们一个一个解决,先说抽象的问题,确实可以吧IBranch 和IRoot 合并成一个接口,这个我们先肯定下来,这是个比较大的改动,我们先画个类图:
Java设计模式——组合模式(Composite Pattern)
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这个类图还是有点问题的,接口的作用是什么?定义共性,那ILeaf 和IBranch 是不是也有共性呢?有getInfo(),我们是不是要把这个共性也已经封装起来呢?好,我们再修改一下类图:

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类图上有两个接口,ICorp 是公司所有人员的信息的接口类,不管你是经理还是员工,你都有名字,职位,薪水,这个定义成一个接口没有错,IBranch 有没有必要呢?我们先实现出来然后再说。
先看ICorp.java 源代码:

package com.gumx.advance; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 公司类,定义每个员工都有信息 */ public interface ICorp { //每个员工都有信息,你想隐藏,门儿都没有! public String getInfo(); }

接口很简单,只有一个方法,就是获得员工的信息,我们再来看实现类:
package com.gumx.advance; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * Leaf是树叶节点,在这里就是我们这些小兵 */ @SuppressWarnings("all") public class Leaf implements ICorp { //小兵也有名称 private String name = ""; //小兵也有职位 private String position = ""; //小兵也有薪水,否则谁给你干 private int salary = 0; //通过一个构造函数传递小兵的信息 public Leaf(String name,String position,int salary){ this.name = name; this.position = position; this.salary = salary; } //获得小兵的信息 public String getInfo() { String info = ""; info = "姓名:" + this.name; info = info + "\t职位:"+ this.position; info = info + "\t薪水:" + this.salary; return info; } }

小兵就只有这些信息了,我们是具体干活的,我们是管理不了其他同事的,我们来看看那些经理和小
组长是怎么实现的,先看接口:
package com.gumx.advance; import java.util.ArrayList; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 这些下边有小兵或者是经理等风云人物 */ public interface IBranch { //能够增加小兵(树叶节点)或者是经理(树枝节点) public void addSubordinate(ICorp corp); //我还要能够获得下属的信息 public ArrayList getSubordinate(); /*本来还应该有一个方法delSubordinate(ICorp corp),删除下属 * 这个方法我们没有用到就不写进来了 */ }

接口也是很简单的,下面是实现类:
package com.gumx.advance; import java.util.ArrayList; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 这些树枝节点也就是这些领导们既要有自己的信息,还要知道自己的下属情况 */ @SuppressWarnings("all") public class Branch implements IBranch, ICorp { //领导也是人,也有名字 private String name = ""; //领导和领导不同,也是职位区别 private String position = ""; //领导也是拿薪水的 private int salary = 0; //领导下边有那些下级领导和小兵 ArrayList subordinateList = new ArrayList(); //通过构造函数传递领导的信息 public Branch(String name,String position,int salary){ this.name = name; this.position = position; this.salary = salary; } //增加一个下属,可能是小头目,也可能是个小兵 public void addSubordinate(ICorp corp) { this.subordinateList.add(corp); } //我有哪些下属 public ArrayList getSubordinate() { return this.subordinateList; } //领导也是人,他也有信息 public String getInfo() { String info = ""; info = "姓名:" + this.name; info = info + "\t职位:"+ this.position; info = info + "\t薪水:" + this.salary; return info; } }

实现类也很简单,不多说,程序写的好不好,就看别人怎么调用了,我们看Client.java 程序:
package com.gumx.advance; import java.util.ArrayList; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 组装这个树形结构,并展示出来 */ @SuppressWarnings("all") public class Client { public static void main(String[] args) { //首先是组装一个组织结构出来 Branch ceo = compositeCorpTree(); //首先把CEO的信息打印出来: System.out.println(ceo.getInfo()); //然后是所有员工信息 System.out.println(getTreeInfo(ceo)); } //把整个树组装出来 public static Branch compositeCorpTree(){ //首先产生总经理CEO Branch root = new Branch("王大麻子","总经理",100000); //把三个部门经理产生出来 Branch developDep = new Branch("刘大瘸子","研发部门经理",10000); Branch salesDep = new Branch("马二拐子","销售部门经理",20000); Branch financeDep = new Branch("赵三驼子","财务部经理",30000); //再把三个小组长产生出来 Branch firstDevGroup = new Branch("杨三乜斜","开发一组组长",5000); Branch secondDevGroup = new Branch("吴大棒槌","开发二组组长",6000); //把所有的小兵都产生出来 Leaf a = new Leaf("a","开发人员",2000); Leaf b = new Leaf("b","开发人员",2000); Leaf c = new Leaf("c","开发人员",2000); Leaf d = new Leaf("d","开发人员",2000); Leaf e = new Leaf("e","开发人员",2000); Leaf f = new Leaf("f","开发人员",2000); Leaf g = new Leaf("g","开发人员",2000); Leaf h = new Leaf("h","销售人员",5000); Leaf i = new Leaf("i","销售人员",4000); Leaf j = new Leaf("j","财务人员",5000); Leaf k = new Leaf("k","CEO秘书",8000); Leaf zhengLaoLiu = new Leaf("郑老六","研发部副经理",20000); //开始组装 //CEO下有三个部门经理和一个秘书 root.addSubordinate(k); root.addSubordinate(developDep); root.addSubordinate(salesDep); root.addSubordinate(financeDep); //研发部经理 developDep.addSubordinate(zhengLaoLiu); developDep.addSubordinate(firstDevGroup); developDep.addSubordinate(secondDevGroup); //看看开发两个开发小组下有什么 firstDevGroup.addSubordinate(a); firstDevGroup.addSubordinate(b); firstDevGroup.addSubordinate(c); secondDevGroup.addSubordinate(d); secondDevGroup.addSubordinate(e); secondDevGroup.addSubordinate(f); //再看销售部下的人员情况 salesDep.addSubordinate(h); salesDep.addSubordinate(i); //最后一个财务 financeDep.addSubordinate(j); return root; } //遍历整棵树,只要给我根节点,我就能遍历出所有的节点 public static String getTreeInfo(Branch root){ ArrayList subordinateList = root.getSubordinate(); String info = ""; for(ICorp s :subordinateList){ if(s instanceof Leaf){ //是员工就直接获得信息 info = info + s.getInfo()+"\n"; }else{ //是个小头目 info = info + s.getInfo() +"\n"+ getTreeInfo((Branch)s); } } return info; } }

运行结果如下:
姓名:王大麻子职位:总经理薪水:100000
姓名:k 职位:CEO秘书薪水:8000
姓名:刘大瘸子职位:研发部门经理薪水:10000
姓名:郑老六职位:研发部副经理薪水:20000
姓名:杨三乜斜职位:开发一组组长薪水:5000
姓名:a 职位:开发人员薪水:2000姓名:b 职位:开发人员薪水:2000
姓名:c 职位:开发人员薪水:2000
姓名:吴大棒槌职位:开发二组组长薪水:6000
姓名:d 职位:开发人员薪水:2000
姓名:e 职位:开发人员薪水:2000
姓名:f 职位:开发人员薪水:2000
姓名:马二拐子职位:销售部门经理薪水:20000
姓名:h 职位:销售人员薪水:5000
姓名:i 职位:销售人员薪水:4000
姓名:赵三驼子职位:财务部经理薪水:30000
姓名:j 职位:财务人员薪水:5000 一个非常清理的树状人员资源管理图出现了,那我们的程序是否还可以优化?可以!你看Leaf 和Branch中都有getInfo 信息,是否可以抽象,好,我们抽象一下:
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你一看这个图,乐了,能不乐嘛,减少很多工作量了,接口没有了,改成抽象类了,IBranch 接口也没有了,直接把方法放到了实现类中了,那我们先来看抽象类:

package com.gumx.perfect; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 定义一个公司的人员的抽象类 */ @SuppressWarnings("all") public abstract class Corp { //公司每个人都有名称 private String name = ""; //公司每个人都职位 private String position = ""; //公司每个人都有薪水 private int salary =0; /*通过接口的方式传递,我们改变一下习惯,传递进来的参数名以下划线开始 * 这个在一些开源项目中非常常见,一般构造函数都是这么定义的 */ public Corp(String _name,String _position,int _salary){ this.name = _name; this.position = _position; this.salary = _salary; } //获得员工信息 public String getInfo(){ String info = ""; info = "姓名:" + this.name; info = info + "\t职位:"+ this.position; info = info + "\t薪水:" + this.salary; return info; } }

抽象类嘛,就应该抽象出一些共性的东西出来,然后看两个具体的实现类:
package com.gumx.perfect; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 普通员工很简单,就写一个构造函数就可以了 */ public class Leaf extends Corp { //就写一个构造函数,这个是必须的 public Leaf(String _name,String _position,int _salary){ super(_name,_position,_salary); } }

这个改动比较多,就几行代码就完成了,确实就应该这样,下面是小头目的实现类:
package com.gumx.perfect; import java.util.ArrayList; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 节点类,也简单了很多 */ public class Branch extends Corp { //领导下边有那些下级领导和小兵 ArrayList subordinateList = new ArrayList(); //构造函数是必须的了 public Branch(String _name,String _position,int _salary){ super(_name,_position,_salary); } //增加一个下属,可能是小头目,也可能是个小兵 public void addSubordinate(Corp corp) { this.subordinateList.add(corp); } //我有哪些下属 public ArrayList getSubordinate() { return this.subordinateList; } }

也缩减了很多,再看Client.java 程序,这个就没有多大变化了:
package com.gumx.perfect; import java.util.ArrayList; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 组装这个树形结构,并展示出来 */ @SuppressWarnings("all") public class Client { public static void main(String[] args) { //首先是组装一个组织结构出来 Branch ceo = compositeCorpTree(); //首先把CEO的信息打印出来: System.out.println(ceo.getInfo()); //然后是所有员工信息 System.out.println(getTreeInfo(ceo)); } //把整个树组装出来 public static Branch compositeCorpTree(){ //首先产生总经理CEO Branch root = new Branch("王大麻子","总经理",100000); //把三个部门经理产生出来 Branch developDep = new Branch("刘大瘸子","研发部门经理",10000); Branch salesDep = new Branch("马二拐子","销售部门经理",20000); Branch financeDep = new Branch("赵三驼子","财务部经理",30000); //再把三个小组长产生出来 Branch firstDevGroup = new Branch("杨三乜斜","开发一组组长",5000); Branch secondDevGroup = new Branch("吴大棒槌","开发二组组长",6000); //把所有的小兵都产生出来 Leaf a = new Leaf("a","开发人员",2000); Leaf b = new Leaf("b","开发人员",2000); Leaf c = new Leaf("c","开发人员",2000); Leaf d = new Leaf("d","开发人员",2000); Leaf e = new Leaf("e","开发人员",2000); Leaf f = new Leaf("f","开发人员",2000); Leaf g = new Leaf("g","开发人员",2000); Leaf h = new Leaf("h","销售人员",5000); Leaf i = new Leaf("i","销售人员",4000); Leaf j = new Leaf("j","财务人员",5000); Leaf k = new Leaf("k","CEO秘书",8000); Leaf zhengLaoLiu = new Leaf("郑老六","研发部副经理",20000); //开始组装 //CEO下有三个部门经理和一个秘书 root.addSubordinate(k); root.addSubordinate(developDep); root.addSubordinate(salesDep); root.addSubordinate(financeDep); //研发部经理 developDep.addSubordinate(zhengLaoLiu); developDep.addSubordinate(firstDevGroup); developDep.addSubordinate(secondDevGroup); //看看开发两个开发小组下有什么 firstDevGroup.addSubordinate(a); firstDevGroup.addSubordinate(b); firstDevGroup.addSubordinate(c); secondDevGroup.addSubordinate(d); secondDevGroup.addSubordinate(e); secondDevGroup.addSubordinate(f); //再看销售部下的人员情况 salesDep.addSubordinate(h); salesDep.addSubordinate(i); //最后一个财务 financeDep.addSubordinate(j); return root; } //遍历整棵树,只要给我根节点,我就能遍历出所有的节点 public static String getTreeInfo(Branch root){ ArrayList subordinateList = root.getSubordinate(); String info = ""; for(Corp s :subordinateList){ if(s instanceof Leaf){ //是员工就直接获得信息 info = info + s.getInfo()+"\n"; }else{ //是个小头目 info = info + s.getInfo() +"\n"+ getTreeInfo((Branch)s); } } return info; } }

就是把用到ICorp 接口的地方修改为Corp 抽象类就成了,就上面黄色的部分作了点修改,其他保持不
变,运行结果还是保持一样: 姓名:王大麻子职位:总经理薪水:100000
姓名:k 职位:CEO秘书薪水:8000
姓名:刘大瘸子职位:研发部门经理薪水:10000
姓名:郑老六职位:研发部副经理薪水:20000
姓名:杨三乜斜职位:开发一组组长薪水:5000
姓名:a 职位:开发人员薪水:2000
姓名:b 职位:开发人员薪水:2000
姓名:c 职位:开发人员薪水:2000
姓名:吴大棒槌职位:开发二组组长薪水:6000
姓名:d 职位:开发人员薪水:2000
姓名:e 职位:开发人员薪水:2000
姓名:f 职位:开发人员薪水:2000
姓名:马二拐子职位:销售部门经理薪水:20000
姓名:h 职位:销售人员薪水:5000
姓名:i 职位:销售人员薪水:4000
姓名:赵三驼子职位:财务部经理薪水:30000
姓名:j 职位:财务人员薪水:5000
确实是类、接口减少了很多,而且程序也简单很多,但是大家可能还是很迷茫,这个Client 程序并没有改变多少呀,非常正确,树的组装你是跑不了的,你要知道在项目中使用数据库来存储这些信息的,你从数据库中提出出来哪些人要分配到树枝,哪些人要分配到树叶,树枝与树枝、树叶的关系,这些都需要人去定义,通常这里使用一个界面去配置,在数据库中是一个标志信息,例如定义这样一张表:
Java设计模式——组合模式(Composite Pattern)
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Java设计模式——组合模式(Composite Pattern)
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从这张表中已经定义个一个树形结构,我们要做的就是从数据库中读取出来,然后展现到前台上,这个读取就用个for 循环加上递归是不是就可以把一棵树建立起来?我们程序中其实还包涵了数据的读取和加工,用了数据库后,数据和逻辑已经在表中定义好了,我们直接读取放到树上就可以了,这个还是比较容易做了的,大家不妨自己考虑一下。
上面我们讲到的就是组合模式(也叫合成模式),有时又叫做部分-整体模式(Part-Whole),主要是用来描述整体与部分的关系,用的最多的地方就是树形结构。组合模式通用类图如下:
Java设计模式——组合模式(Composite Pattern)
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我们先来说说组合模式的几个角色:
抽象构件角色(Component):定义参加组合的对象的共有方法和属性,可以定义一些默认的行为或属性;
比如我们例子中的getInfo 就封装到了抽象类中。
叶子构件(Leaf):叶子对象,其下再也没有其他的分支。
树枝构件(Composite):树枝对象,它的作用是组合树枝节点和叶子节点;
组合模式有两种模式,透明模式和安全模式,这两个模式有什么区别呢?先看类图:

Java设计模式——组合模式(Composite Pattern)
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透明模式类图
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安全模式类图
从类图上大家应该能看清楚了,这两种模式各有优缺点,透明模式是把用来组合使用的方法放到抽象类中,比如add(),remove()以及getChildren 等方法(顺便说一下,getChildren 一般返回的结果为Iterable的实现类,很多,大家可以看JDK 的帮助),不管叶子对象还是树枝对象都有相同的结构,通过判断是getChildren 的返回值确认是叶子节点还是树枝节点,如果处理不当,这个会在运行期出现问题的,不是很建议的方式;安全模式就不同了,它是把树枝节点和树叶节点彻底分开,树枝节点单独拥有用来组合的方法,这种方法比较安全,我们的例子使用了安全模式。组合模式的优点有哪些呢?第一个优点只要是树形结构,就要考虑使用组合模式,这个一定记住,只要是要体现局部和整体的关系的时候,而且这种关系还可能比较深,考虑一下组合模式吧。组合模式有一个非常明显的缺点,看到我们在Client.java 中的的定义了树叶和树枝使用时的定义了吗?如下:

Branch developDep = new Branch("刘大瘸子","研发部门经理",10000); … Leaf g = new Leaf("g","开发人员",2000);

发现什么问题了吗?直接使用了实现类!这个在面向接口编程上是很不恰当的,这个在使用的时候要考虑清楚。
组合模式在项目中到处都有,比如现在的页面结构一般都是上下结构,上面放系统的Logo,下边分为两部分:左边是导航菜单,右边是展示区,左边的导航菜单一般都是树形的结构,比较清晰,这个JavaScript有很多例子,大家可以到网上搜索一把;还有,我们的自己也是一个树状结构,根据我,能够找到我的父母,根据父亲又能找到爷爷奶奶,根据母亲能够找到外公外婆等等,很典型的树形结构,而且还很规范(这个要是不规范那肯定是乱套了)。 我们在上面也还提到了一个问题,就是树的遍历问题,从上到下遍历没有问题,但是我要是从下往上遍历呢?比如在人力资源这颗树上,我从中抽取一个用户,要找到它的上级有哪些,下级有哪些,怎么处理?想想,~~~,再想想!想出来了吧,我们对下答案,先看类图:
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看类图中的红色方框,只要增加两个方法就可以了,一个是设置父节点是谁,一个是查找父节点是谁,我们来看一下程序的改变:


package com.gumx.extend; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 定义一个公司的人员的抽象类 */ @SuppressWarnings("all") public abstract class Corp { //公司每个人都有名称 private String name = ""; //公司每个人都职位 private String position = ""; //公司每个人都有薪水 private int salary =0; //父节点是谁 private Corp parent = null; /*通过接口的方式传递,我们改变一下习惯,传递进来的参数名以下划线开始 * 这个在一些开源项目中非常常见,一般构造函数都是定义的 */ public Corp(String _name,String _position,int _salary){ this.name = _name; this.position = _position; this.salary = _salary; } //获得员工信息 public String getInfo(){ String info = ""; info = "姓名:" + this.name; info = info + "\t职位:"+ this.position; info = info + "\t薪水:" + this.salary; return info; } //设置父节点 protected void setParent(Corp _parent){ this.parent = _parent; } //得到父节点 public Corp getParent(){ return this.parent; } }

就增加了黄色部分,然后我们再来看看Branch.java 的改变:
package com.gumx.extend; import java.util.ArrayList; /** * @author gumx * I'm glad to share my knowledge with you all. * 节点类,也简单了很多 */ public class Branch extends Corp { //领导下边有那些下级领导和小兵 ArrayList subordinateList = new ArrayList(); //构造函数是必须的了 public Branch(String _name,String _position,int _salary){ super(_name,_position,_salary); } //增加一个下属,可能是小头目,也可能是个小兵 public void addSubordinate(Corp corp) { corp.setParent(this); //设置父节点 this.subordinateList.add(corp); } //我有哪些下属 public ArrayList getSubordinate() { return this.subordinateList; } }

增加了黄色部分,看懂程序了吗?就是在每个节点甭管是树枝节点还是树叶节点,都增加了一个属性:父节点对象,这样在树枝节点增加子节点或叶子的时候设置父节点,然后你看整棵树就除了根节点外每个节点都一个父节点,剩下的事情还不好处理吗?每个节点上都有父节点了,你要往上找,那就找呗!Client程序我就不写了,今天已经拷贝的代码实在有点多,大家自己考虑一下,写个find 方法,然后一个一个往上找,最简单的方法了!
有了这个parent 属性,什么后序遍历(从下往上找)、中序遍历(从中间某个环节往上或往下遍历)都解决了,这个就不多说了。再提一个问题,树叶节点和树枝节点是有顺序的,你不能乱排的,怎么办?比如我们上面的例子,研发一组下边有三个成员,这三个成员是要进行排序的呀,你怎么处理?问我呀,问你呢,好好想想,以后
用到着的!











【Java设计模式——组合模式(Composite Pattern)】

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