设计模式组合模式 ( 简介 | 适用场景 | 优缺点 | 代码示例 )

Posted 2021-09-09 韩曙亮

文章目录

• 一、组合模式简介
• 二、组合模式适用场景
• 三、组合模式优缺点
• 四、组合模式和访问者模式
• 五、组合模式代码示例
• • 1、书籍和目录的抽象父类
  • 2、书籍类
  • 3、目录类
  • 4、测试类

一、组合模式简介

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组合模式 : 将 对象 组合成 树形结构 , 表示 " 部分-整体 " 层次结构 ;

组合模式 使 客户端 对 单个对象 和 组合对象 保持一致的 方式处理 ;

如 : 文件系统 , 根目录下有若干文件和目录 , 在二级目录下还有目录和文件 , 这种情况下 , 适合使用组合模式 ;

组合模式类型 : 结构型

二、组合模式适用场景

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组合模式适用场景 :

• 忽略差异 : 希望 客户端 可以 忽略 组合对象 与 单个对象 的差异 ;
• 处理树形结构 ;

三、组合模式优缺点

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组合模式优点 :

• 定义层次 : 清楚地 定义 分层次 的 复杂对象 , 表示 对象 的 全部 或 部分 层次 ;
• 忽略层次 : 让 客户端 忽略 层次之间的差异 , 方便对 整个层次结构 进行控制 ;
• 简化客户端代码 ;
• 符合开闭原则 ;

组合模式缺点 :

• 限制类型复杂 : 限制类型时 , 比较复杂 ;
  如 : 某个目录中只能包含文本文件 , 使用组合模式时 , 不能依赖类型系统 , 施加约束 , 它们都来自于节点的抽象层 ; 在这种情况下 , 必须通过在运行时进行类型检查 , 这样就变得比较复杂 ;
• 使设计变得更加抽象 ;

四、组合模式和访问者模式

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组合模式和访问者模式 : 两个模式经常结合起来使用 , 使用 访问者模式 , 访问 组合模式 中的 递归结构 ,

五、组合模式代码示例

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业务逻辑 :

书籍 分属于 目录 下 , 如果使 书籍目录 和 书籍 继承同一个抽象类 ( 目录组件 ) , 可以将 书籍 及 由书籍组成的书籍目录 当做同一个类型的对象进行操作 , 操作上的具体的差别 , 进行定制化处理 ;

1、书籍和目录的抽象父类

抽象类中所有的方法 都抛出异常 , 子类重写需要的方法 , 如果子类实例对象调用没有重写的方法 , 就会抛出异常 ;

package composite;

/**
 * 目录组件
 *      目录 和 书籍 都继承 CatalogComponent 接口
 *      子类根据当前的的类型 , 选择性重写接口
 */
public abstract class CatalogComponent {
    /**
     * 添加元素
     * @param catalogComponent
     */
    public void add(CatalogComponent catalogComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException("不支持的操作");
    }

    /**
     * 删除元素
     * @param catalogComponent
     */
    public void remove(CatalogComponent catalogComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException("不支持的操作");
    }

    /**
     * 获取名称
     * @param catalogComponent
     */
    public String getName(CatalogComponent catalogComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException("不支持的操作");
    }

    /**
     * 获取价格
     * @param catalogComponent
     * @return
     */
    public double getPrice(CatalogComponent catalogComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException("不支持的操作");
    }

    /**
     * 如果该组件是目录 , 直接打印目录
     * 如果该组件是书籍 , 直接打印课程
     */
    public void printf() {
        throw new UnsupportedOperationException("不支持的操作");
    }


}

2、书籍类

书籍类 重写了 CatalogComponent 的 getName / getPrice / printf 方法 , 如果调用其余方法 , 会抛出异常 ;

package composite;

/**
 * 书籍类
 *      重写了 CatalogComponent 的 getName / getPrice / printf 方法
 *      如果调用其余方法 , 会抛出异常
 */
public class Book extends CatalogComponent {
    /**
     * 书籍名称
     */
    private String name;

    /**
     * 书籍价格
     */
    private double price;

    public Book(String name, double price) {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String getName(CatalogComponent catalogComponent) {
        return this.name;
    }

    @Override
    public double getPrice(CatalogComponent catalogComponent) {
        return this.price;
    }

    @Override
    public void printf() {
        System.out.println("Book : name = " + name + " , price = " + price);
    }
}

3、目录类

目录类 重写了 CatalogComponent 的 getName / add / remove / printf 方法 , 如果调用其余方法 , 会抛出异常 ;

package composite;

import java.util.ArrayList;

/**
 * 目录类
 *      重写了 CatalogComponent 的 getName / add / remove / printf 方法
 *      如果调用其余方法 , 会抛出异常
 */
public class Catalogue extends CatalogComponent {
    /**
     * 维护书籍列表
     */
    private ArrayList<CatalogComponent> items = new ArrayList<>();

    /**
     * 书籍名称
     */
    private String name;

    /**
     * 存储当前目录的层数
     *      最外面的是 0 层
     */
    private Integer level;

    public Catalogue(String name, Integer level) {
        this.name = name;
        this.level = level;
    }

    @Override
    public String getName(CatalogComponent catalogComponent) {
        return this.name;
    }

    @Override
    public void add(CatalogComponent catalogComponent) {
        items.add(catalogComponent);
    }

    @Override
    public void remove(CatalogComponent catalogComponent) {
        items.remove(catalogComponent);
    }

    @Override
    public void printf() {
        System.out.println(this.name + " : ");
        for (CatalogComponent catalogComponent : items) {
            // 这样可以将目录层次完整的打印出来
            if (this.level != null) {
                for (int i = 0; i < level; i++) {
                    System.out.print("  ");
                }
            }
            catalogComponent.printf();
        }
    }
}

4、测试类

package composite;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 认为 书籍 和 目录 都是 CatalogComponent 类型的
        CatalogComponent storyBook = new Book("故事书", 2.0);
        CatalogComponent novelBook = new Book("小说", 8.0);

        CatalogComponent mathBook = new Book("数学书", 7.0);
        CatalogComponent englishBook = new Book("英语书", 3.0);

        CatalogComponent schoolBooks = new Catalogue("学校课本", 2);
        schoolBooks.add(mathBook);
        schoolBooks.add(englishBook);

        // 主目录 , 包含上述所有内容 , 2 本书 和 1 个目录
        CatalogComponent main = new Catalogue("所有书籍", 1);
        main.add(storyBook);
        main.add(novelBook);
        main.add(schoolBooks);

        // 打印主目录
        main.printf();
    }
}

执行结果 :

所有书籍 : 
  Book : name = 故事书 , price = 2.0
  Book : name = 小说 , price = 8.0
  学校课本 : 
    Book : name = 数学书 , price = 7.0
    Book : name = 英语书 , price = 3.0