设计模式之组合模式

作者: 愚公要移山 | 来源:发表于2019-07-20 20:24 被阅读4次

    我们知道古代的皇帝想要管理国家,是不可能直接管理到具体每一个老百姓的,因此设置了很多机构,比如说三省六部,这些机构下面又有很多小的组织。他们共同管理着这个国家。再比如说,一个大公司,下面有很多小的部门,每一个部门下面又有很多个部门。说到底这就是组合模式。这篇文章将仔细的分析一下组合模式。

    一、认识组合模式

    1、概念

    组合模式(Composite Pattern)将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构。组合模式使得用户可以使用一致的方法操作单个对象和组合对象。

    组合关系与聚合关系的区别:

    (1)组合关系:在古代皇帝三宫六院,贵妃很多,但是每一个贵妃只属于皇帝。

    (2)聚合关系:一个老师有很多学生,但是每一个学生又属于多个老师。

    2、例子说明

    我们可以拿学校的组织架构来解释说明:比如说一个学校,包含了后勤部、网络部、教学部、保卫部、分校等部门组成,每一个分校,同样具有后勤部、网络部这些。既然这些部门都是学校的部门,基本的操作应该都是一样的,但是应该还会有不一样的地方。

    我们使用类图来说明一下:


    类图.png

    从上面我们可以看到,组合模式可以使用一棵树来表示,一共有三个角色:

    (1)组合部件(Component):它是一个抽象接口。这里表示树根School

    (2)叶子(Leaf):在组合中表示子节点对象,这里表示的是网络部InternetDepartment,其没有孩子了。

    (3)合成部件(Composite):表示自己还有孩子,这里表示的是分校BranchSchool。

    ok1,下面代码实现一下组合模式。
    二、代码实现

    第一步:定义组合部件(School)

    //学校接口
    public interface School {
      void addPart(School company);
      void removePart(School company);
      void displayPart();
      //不同部门所具有的各自的职责
      void action();
    }
    

    第二步:定义合成部件(BranchSchool)

    //具体学校:可以使总校也可以是分校
    public class ConcreteSchool implements School {
        private List<School> partList = new ArrayList<>();
        private String name;
        public ConcreteSchool(String name) {
            this.name = name;
        }
        @Override
        public void addPart(School school) {
            partList.add(school);
        }
        @Override
        public void removePart(School school) {
            partList.remove(school);
        }
        @Override
        public void displayPart() {
            for (School school : partList) {
                school.displayPart();
            }
        }
        //每一个部门还可以做自己的事
        @Override
        public void action() {
            for (School part : partList) {
                part.action();
            }
        }
    }
    

    第三步:定义叶子(这里定义两个部门:网络部和安全部)

    首先是网络部:

    //网络部门
    public class InternetDepartment implements School {
      private String name;
      public InternetDepartment(String name){
          this.name = name;
      } 
      public void addPart(School school) {}
      public void removePart(School school) {}
      public void displayPart() {}
      public void action() {
          System.out.println("我是" + name + "负责学校的网络管理");
      }
    }
    

    然后是安全部:

    //安全部门
    public class SecurityDepartment implements School {
      private String name;
      public SecurityDepartment(String name){
          this.name = name;
      }
      public void addPart(School school) {}
      public void removePart(School school) {}
      public void displayPart() {}
      public void action() {
          System.out.println("我是" + name + "负责学校的安全工作");
      }
    }
    

    第四步:测试

    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            //总校部门
            ConcreteSchool rootSchool = new ConcreteSchool("总校");
            rootSchool.addPart(new InternetDepartment("总校网络部"));
            rootSchool.addPart(new SecurityDepartment("总校保卫部"));
            //分校部门
            ConcreteSchool branchSchool = new ConcreteSchool("分校");
            branchSchool.addPart(new InternetDepartment("分校网络部"));
            branchSchool.addPart(new SecurityDepartment("分校保卫部"));
            rootSchool.addPart(branchSchool);
       
            rootSchool.displayPart();
            rootSchool.action();
        }
    }
    //我是总校网络部负责学校的网络管理
    //我是总校保卫部负责学校的安全工作
    //我是分校网络部负责学校的网络管理
    //我是分校保卫部负责学校的安全工作
    

    我们看到我们只要三个类就可以任意往下继续拓展,有了新部门也只需要增加一个新的部门类即可。下面我们来分析一下这个组合模式。

    三、分析组合模式

    1、组合模式的使用场景

    1. 当想表达对象的部分-整体的层次结构时。
    2. 希望用户忽略组合对象与单个对象的不同,用户将统一地使用组合结构中的所有对象时。

    2、优缺点

    缺点:客户端需要花更多时间理清类之间的层次关系

    优点:无需关系处理的单个对象,还是组合的对象容器,实现容器之间的解耦合。当有新部件时容易添加进来。

    OK,组合模式就先到这,如有问题还请批评指正。

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