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设计模式之组合模式(Composite Pattern)

设计模式之组合模式(Composite Pattern)

作者: 爱打乒乓的程序员 | 来源:发表于2019-05-25 23:24 被阅读6次

    What:

    将对象组合成树形结构以表示“部分整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。组合模式又称为部分整体模式,该模式将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构。

    Why:

    优点:

    1、高层模块调用简单;
    2、节点自由增加。

    缺点:

    1.在使用组合模式时,其叶子和树枝的声明都是实现类,而不是接口,违反了依赖倒置原则;
    2.要求较高的抽象性,如果节点和叶子有很多差异性的话,比如很多方法和属性都不一样,难以实现组合模式。

    Where:

    1.在具有整体和部分的层次结构中,希望通过一种方式忽略整体与部分的差异,客户端可以一致地对待它们。
    2.在一个系统中能够分离出叶子对象和容器对象,而且它们的类型不固定,需要增加一些新的类型。
    3.需要遍历组织机构,或者处理的对象具有树形结构时使用。如树形菜单,文件、文件夹的管理。

    How:

    组合模式有以下几个角色:

    Component:它是一个抽象角色,为要组合的对象提供统一的接口。

    Leaf:在组合中表示子节点对象,叶子节点不能有子节点。

    Composite:定义有枝节点的行为,用来存储部件,实现在Component接口中的有关操作。

    举个栗子:一间公司除了有多个部门,还有多个子公司,现在需要遍历公司名字和公司部门名字,这个结构符合树形结构,所以可以使用组合模式。


    Pattern-Composite

    为使程序简单,代码中只有添加、获取分公司名字和部门名字的方法。

    Component类:

    public abstract class Component {
        
        //部门名字的集合
        public List<String> departmentNameList = new ArrayList();
    
        //添加
    
        void addCompanyName(String companyName) { throw new UnsupportedOperationException("不支持添加操作"); }
    
        void addDepartmentName(String departmentName) { throw new UnsupportedOperationException("不支持添加部门操作"); }
    
        void addSubCompany(Component company) { throw new UnsupportedOperationException("不支持添加操作"); }
    
        void addDepartment(Component department) { throw new UnsupportedOperationException("不支持添加部门操作"); }
    
    
        //获取
    
        String getCompanyName() { throw new UnsupportedOperationException("不支持获取操作"); }
    
        List<String> getAllDepartmentName() { throw new UnsupportedOperationException("不支持获取部门操作"); }
    
        Component getDepartment() { throw new UnsupportedOperationException("不支持获取部门操作"); }
    
        void printCompany() { throw new UnsupportedOperationException("不支持获取操作"); }
    }
    

    Department:

    public class Department extends Component {
    
        //添加部门名字
        @Override
        void addDepartmentName(String departmentName) { departmentNameList.add(departmentName); }
    
        //获取全部部门名字
        @Override
        List<String> getAllDepartmentName() { return departmentNameList; }
    }
    

    Company:

    public class Company extends Component {
    
        private String companyName;
    
        private List<Component> companyList = new ArrayList();
    
        private Department department = new Department();
    
        private HashMap<Company, List<Component>> subCompanyMap = new HashMap();//子公司集合
    
    
        //添加公司名字
        @Override
        void addCompanyName(String companyName) { this.companyName = companyName; }
    
    
        //添加部门对象
        @Override
        void addDepartment(Component department) {
            List<String> departmentNameList = department.getAllDepartmentName();
            Component dept = this.getDepartment();
            for (int i = 0; i < departmentNameList.size(); i++) {
                dept.departmentNameList.add(departmentNameList.get(i));
            }
        }
    
        //添加子公司对象
        @Override
        void addSubCompany(Component company) {
            companyList.add(company);
            subCompanyMap.put(this, companyList);
        }
    
        //获取公司名字
        @Override
        String getCompanyName() { return this.companyName; }
    
        //获取公司部门
        @Override
        Component getDepartment() { return department; }
    
        //打印公司结构
        @Override
        void printCompany() {
            Set<Company> set = subCompanyMap.keySet();
            Iterator it = set.iterator();
            while (it.hasNext()) {
                Company company = (Company) it.next();
                System.out.println(company.companyName);//输出总公司名字
                List<String> departmentList = company.getDepartment().departmentNameList;
                //第二层:显示总公司部门
                for (int i = 0; i < departmentList.size(); i++) {
                    String departmentName = departmentList.get(i);
                    System.out.println("    " + departmentName);
                }
                //第二层:显示分公司名字,第三层:显示子公司部门
                List<Component> subCompanyList = subCompanyMap.get(company);
                for (int i = 0; i < subCompanyList.size(); i++) {
                    Component subCompany = subCompanyList.get(i);
                    System.out.println("    " + subCompany.getCompanyName());
                    List<String> subDepartmentList = subCompany.getDepartment().departmentNameList;
                    for (int j = 0; j < subDepartmentList.size(); j++) {
                        System.out.println("        " + subDepartmentList.get(j));
                    }
                }
            }
        }
    }
    

    Test:测试类

    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            //共同拥有的部门
            Component department = new Department();
            department.addDepartmentName("人事部");
            department.addDepartmentName("财务部");
    
            Component companyA = new Company();
            companyA.addCompanyName("北京分公司");
            companyA.getDepartment().addDepartmentName("销售部");
            companyA.addDepartment(department);
    
            Component companyB = new Company();
            companyB.addCompanyName("广州分公司");
            companyB.getDepartment().addDepartmentName("IT部");
            companyB.getDepartment().addDepartmentName("技术部");
            companyB.addDepartment(department);
    
            Component companyC = new Company();
            companyC.addCompanyName("香港总公司");
            companyC.getDepartment().addDepartmentName("物流部");
            companyC.addDepartment(department);
            
            //添加子公司
            companyC.addSubCompany(companyA);
            companyC.addSubCompany(companyB);
    
            //打印公司结构(展示公司名和部门名)
            companyC.printCompany();
        }
    }
    

    输出结果:

    香港总公司
        物流部
        人事部
        财务部
        北京分公司
            销售部
            人事部
            财务部
        广州分公司
            IT部
            技术部
            人事部
            财务部
    

    Demo的UNL图:


    Component-UML

    总结

    分公司既是“整体”,又是“部分”。作为“整体”,分公司可以任意添加部门;作为“部分”,分公司可以被总公司添加。结合组合模式客户端可以方便的添加子节点,简单的调用方法就可以解决复杂的组合对象。

    了解更多设计模式:

    设计模式系列

    参考资料:

    https://www.cnblogs.com/lfxiao/p/6816026.html

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