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组合模式

组合模式(Composite Pattern),又叫部分整体模式,是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。组合模式依据树形结构来组合对象,用来表示部分以及整体层次。这种类型的设计模式属于结构型模式,它创建了对象组的树形结构。

这种模式创建了一个包含自己对象组的类。该类提供了修改相同对象组的方式。

我们通过下面的实例来演示组合模式的用法。实例演示了一个组织中员工的层次结构。

介绍

意图: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。

主要解决:它在我们树型结构的问题中,模糊了简单元素和复杂元素的概念,客户程序可以像处理简单元素一样来处理复杂元素,从而使得客户程序与复杂元素的内部结构解耦。

何时使用: 1、您想表示对象的部分-整体层次结构(树形结构)。 2、您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。

如何解决:树枝和叶子实现统一接口,树枝内部组合该接口。

关键代码:树枝内部组合该接口,并且含有内部属性 List,里面放 Component。

应用实例: 1、算术表达式包括操作数、操作符和另一个操作数,其中,另一个操作数也可以是操作数、操作符和另一个操作数。 2、在 JAVA AWT 和 SWING 中,对于 Button 和 Checkbox 是树叶,Container 是树枝。

优点: 1、高层模块调用简单。 2、节点自由增加。

缺点: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。

使用场景:部分、整体场景,如树形菜单,文件、文件夹的管理。

注意事项:定义时为具体类。

实现

我们有一个类 Employee,该类被当作组合模型类。CompositePatternDemo 类使用 Employee 类来添加部门层次结构,并打印所有员工。

组合模式的 UML 图

步骤 1

创建 Employee 类,该类带有 Employee 对象的列表。

Employee.java

import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class Employee { private String name; private String dept; private int salary; private List<Employee> subordinates; //构造函数 public Employee(String name,String dept, int sal) { this.name = name; this.dept = dept; this.salary = sal; subordinates = new ArrayList<Employee>(); } public void add(Employee e) { subordinates.add(e); } public void remove(Employee e) { subordinates.remove(e); } public List<Employee> getSubordinates(){ return subordinates; } public String toString(){ return ("Employee :[ Name : "+ name +", dept : "+ dept + ", salary :" + salary+" ]"); } }

步骤 2

使用 Employee 类来创建和打印员工的层次结构。

CompositePatternDemo.java

public class CompositePatternDemo { public static void main(String[] args) { Employee CEO = new Employee("John","CEO", 30000); Employee headSales = new Employee("Robert","Head Sales", 20000); Employee headMarketing = new Employee("Michel","Head Marketing", 20000); Employee clerk1 = new Employee("Laura","Marketing", 10000); Employee clerk2 = new Employee("Bob","Marketing", 10000); Employee salesExecutive1 = new Employee("Richard","Sales", 10000); Employee salesExecutive2 = new Employee("Rob","Sales", 10000); CEO.add(headSales); CEO.add(headMarketing); headSales.add(salesExecutive1); headSales.add(salesExecutive2); headMarketing.add(clerk1); headMarketing.add(clerk2); //打印该组织的所有员工 System.out.println(CEO); for (Employee headEmployee : CEO.getSubordinates()) { System.out.println(headEmployee); for (Employee employee : headEmployee.getSubordinates()) { System.out.println(employee); } } } }

步骤 3

执行程序,输出结果为:

Employee :[ Name : John, dept : CEO, salary :30000 ]
Employee :[ Name : Robert, dept : Head Sales, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Richard, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Rob, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Michel, dept : Head Marketing, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Laura, dept : Marketing, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Bob, dept : Marketing, salary :10000 ]