【Java设计模式】017-组合模式

目录

​​十三、组合模式​​

​​1、概述​​

​​2、应用场景​​

​​3、优缺点​​

​​优点​​

​​缺点​​

​​4、主要角色​​

​​5、代码实现​​

​​构件类​​

​​测试类​​

​​运行结果​​

​​6、透明组合模式​​

​​7、安全组合模式​​

十三、组合模式

案例其一：企业中，大部门嵌套小部门，部门的结构是一致的；大领导带领三个部长，每个部长又带领很多名员工，本质上大家都是员工，只是存在嵌套关系！树根——树干——树枝——树叶！

备注：具体使用看是实际场景吧！各有各的利弊！

1、概述

在现实生活中，存在很多“部分-整体”的关系，例如，大学中的部门与学院、总公司中的部门与分公司、学习用品中的书与书包、生活用品中的衣服与衣柜、以及厨房中的锅碗瓢盆等。在软件开发中也是这样，例如，文件系统中的文件与文件夹、窗体程序中的简单控件与容器控件等。对这些简单对象与复合对象的处理，如果用组合模式来实现会很方便。

组合（Composite Pattern）模式：有时又叫作整体-部分（Part-Whole）模式，它是一种将对象组合成树状的层次结构的模式，用来表示“整体-部分”的关系，使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性，属于结构型设计模式。

组合模式分为透明式的组合模式和安全式的组合模式。具体参考下面！

2、应用场景

• 在需要表示一个对象整体与部分的层次结构的场合；
• 要求对用户隐藏组合对象与单个对象的不同，用户可以用统一的接口使用组合结构中的所有对象的场合；

3、优缺点

优点

• 组合模式使得客户端代码可以一致地处理单个对象和组合对象，无须关心自己处理的是单个对象，还是组合对象，这简化了客户端代码；
• 更容易在组合体内加入新的对象，客户端不会因为加入了新的对象而更改源代码，满足“开闭原则”；

缺点

• 设计较复杂，客户端需要花更多时间理清类之间的层次关系；
• 不容易限制容器中的构件；
• 不容易用继承的方法来增加构件的新功能；

4、主要角色

• 抽象构件（Component）角色：它的主要作用是为树叶构件和树枝构件声明公共接口，并实现它们的默认行为。在透明式的组合模式中抽象构件还声明访问和管理子类的接口；在安全式的组合模式中不声明访问和管理子类的接口，管理工作由树枝构件完成。（总的抽象类或接口，定义一些通用的方法，比如新增、删除）；
• 树叶构件（Leaf）角色：是组合中的叶节点对象，它没有子节点，用于继承或实现抽象构件；
• 树枝构件（Composite）角色 / 中间构件：是组合中的分支节点对象，它有子节点，用于继承和实现抽象构件。它的主要作用是存储和管理子部件，通常包含 Add()、Remove()、GetChild() 等方法；

5、代码实现

代码演示跟模式描述不太一样，那是因为描述的内容把事情搞得复杂了！或者说根据实际的应用场景进行调整！当然我还是把那些代码贴出来吧，至少我觉得那种写法还是有些参考价值的！

构件类

package com.zibo.design.fourteen;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Employee {
    private final Integer number;
    private final String name;
    private final List<Employee> list;

    public Employee(Integer number, String name) {
        this.number = number;
        this.name = name;
        list = new ArrayList<>();
    }

    public void add(Employee e){
        list.add(e);
    }

    public List<Employee> getList(){
        return list;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" +
                "number=" + number +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

测试类

package com.zibo.design.fourteen;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Employee ceo = new Employee(1, "王经理");
        Employee z = new Employee(2, "张部长");
        Employee l = new Employee(3, "李部长");
        Employee m = new Employee(4, "马部长");
        ceo.add(z);
        ceo.add(l);
        ceo.add(m);
        Employee z1 = new Employee(5, "小张1");
        Employee z2 = new Employee(6,"小张2");
        Employee z3 = new Employee(7,"小张3");
        z.add(z1);
        z.add(z2);
        z.add(z3);
        Employee l1 = new Employee(8,"小李1");
        Employee l2 = new Employee(9,"小李2");
        Employee l3 = new Employee(10,"小李3");
        l.add(l1);
        l.add(l2);
        l.add(l3);
        Employee m1 = new Employee(11,"小马1");
        Employee m2 = new Employee(12,"小马2");
        Employee m3 = new Employee(13,"小马3");
        m.add(m1);
        m.add(m2);
        m.add(m3);
        // 打印所有员工的信息
        System.out.println(ceo);
        for (Employee e : ceo.getList()) {
            System.out.println(e);
            for (Employee e0 : e.getList()) {
                System.out.println(e0);
            }
        }
    }
}

运行结果

Employee{number=1, name='王经理'}
Employee{number=2, name='张部长'}
Employee{number=5, name='小张1'}
Employee{number=6, name='小张2'}
Employee{number=7, name='小张3'}
Employee{number=3, name='李部长'}
Employee{number=8, name='小李1'}
Employee{number=9, name='小李2'}
Employee{number=10, name='小李3'}
Employee{number=4, name='马部长'}
Employee{number=11, name='小马1'}
Employee{number=12, name='小马2'}
Employee{number=13, name='小马3'}

6、透明组合模式

透明模式：在该方式中，由于抽象构件声明了所有子类中的全部方法，所以客户端无须区别树叶对象和树枝对象，对客户端来说是透明的。但其缺点是：树叶构件本来没有 Add()、Remove() 及 GetChild() 方法，却要实现它们（空实现或抛异常），这样会带来一些安全性问题。

public class CompositePattern {
    public static void main(String[] args) {
        Component c0 = new Composite();
        Component c1 = new Composite();
        Component leaf1 = new Leaf("1");
        Component leaf2 = new Leaf("2");
        Component leaf3 = new Leaf("3");
        c0.add(leaf1);
        c0.add(c1);
        c1.add(leaf2);
        c1.add(leaf3);
        c0.operation();
    }
}

//抽象构件
interface Component {
    public void add(Component c);

    public void remove(Component c);

    public Component getChild(int i);

    public void operation();
}

//树叶构件
class Leaf implements Component {
    private String name;

    public Leaf(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void add(Component c) {
    }

    public void remove(Component c) {
    }

    public Component getChild(int i) {
        return null;
    }

    public void operation() {
        System.out.println("树叶" + name + "：被访问！");
    }
}

//树枝构件
class Composite implements Component {
    private ArrayList<Component> children = new ArrayList<Component>();

    public void add(Component c) {
        children.add(c);
    }

    public void remove(Component c) {
        children.remove(c);
    }

    public Component getChild(int i) {
        return children.get(i);
    }

    public void operation() {
        for (Object obj : children) {
            ((Component) obj).operation();
        }
    }
}

7、安全组合模式

安全模式：在该方式中，将管理子构件的方法移到树枝构件中，抽象构件和树叶构件没有对子对象的管理方法，这样就避免了上一种方式的安全性问题，但由于叶子和分支有不同的接口，客户端在调用时要知道树叶对象和树枝对象的存在，所以失去了透明性。

安全式的组合模式与透明式组合模式的实现代码类似，只要对其做简单修改就可以了

// 首先修改 Component 代码，只保留层次的公共行为
interface Component {
    public void operation();
}
// 然后修改客户端代码，将树枝构件类型更改为 Composite 类型，以便获取管理子类操作的方法
public class CompositePattern {
    public static void main(String[] args) {
        Composite c0 = new Composite();
        Composite c1 = new Composite();
        Component leaf1 = new Leaf("1");
        Component leaf2 = new Leaf("2");
        Component leaf3 = new Leaf("3");
        c0.add(leaf1);
        c0.add(c1);
        c1.add(leaf2);
        c1.add(leaf3);
        c0.operation();
    }
}