设计模式之组合模式
引例
在现实生活中，存在很多“部分-整体”的关系，例如，大学中的学院与系、总公司中的分公司与部门，文件系统中的文件与文件夹等。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。
组合模式介绍
组合模式定义如下：
组合模式(Composite Pattern)也称为整体部分(Part-Whole)模式 ，它的宗旨是通过将单个对象（叶子节点）和组合对象（树枝节点）用相同的接口进行表示 ，使得客户对单个对象和组合对象的使用具有一致性 ，属于结构型模式。
由上图可以看出，其实根节点和树枝节点本质上属于同一种数据类型，可以作为容器使用；而叶子节点与树枝节点在语义上不属于用一种类型。但是在组合模式中，会把树枝节点和叶子节点看作属于同一种数据类型（用统一接口定义），让它们具备一致行为。
uml类图
在组合模式结构图中包含如下几个角色：
-
Component（抽象构件）
它可以是接口或抽象类，为叶子构件和树枝构件对象声明接口，在该角色中可以包含所有子类共有行为的声明和实现。在抽象构件中定义了访问及管理它的子构件的方法，如增加子构件、删除子构件、获取子构件等。
-
Composite（树枝构件）
它在组合结构中表示树枝节点对象，树枝节点包含子节点，其子节点可以是叶子节点，也可以是树枝节点，它提供一个集合用于存储子节点，实现了在抽象构件中定义的行为，包括那些访问及管理子构件的方法，在其业务方法中可以递归调用其子节点的业务方法。
-
Leaf（叶子构件）
它在组合结构中表示叶子节点对象，叶子节点没有子节点，它实现了在抽象构件中定义的行为。对于那些访问及管理子构件的方法，可以通过异常等方式进行处理。
代码实现
假设现在需要编写程序展示一个学校院系结构，展示出学校的院系组成，一个学校有多个学院，一个学院有多个系。并可以对学院，系进行添加，删除等管理操作。
1、抽象构件
package day09_composite.test01;
/**
* @author coolsheep
* @date 2023/4/11 9:44
* @Describe 抽象构建
*/
public interface SchoolComponent {
//添加子构件
void add(SchoolComponent schoolComponent);
//删除子构件
void remove(SchoolComponent schoolComponent);
//打印输出信息
void print();
}
树枝构件
package day09_composite.test01;
import lombok.Data;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @author coolsheep
* @date 2023/4/11 9:50
* @Describe 学校-树枝构件
*/
@Data
public class University implements SchoolComponent{
private String name;
public University(String name) {
this.name = name;
}
private List<SchoolComponent> schoolComponents = new ArrayList<>();
@Override
public void add(SchoolComponent schoolComponent) {
schoolComponents.add(schoolComponent);
}
@Override
public void remove(SchoolComponent schoolComponent) {
schoolComponents.remove(schoolComponent);
}
@Override
public void print() {
System.out.println("=============="+getName()+"================");
for (SchoolComponent schoolComponent : schoolComponents) {
schoolComponent.print();
}
}
}
package day09_composite.test01;
import lombok.Data;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @author coolsheep
* @date 2023/4/11 9:50
* @Describe 学院-树枝构件
*/
@Data
public class college implements SchoolComponent{
private String name;
public college(String name) {
this.name = name;
}
private List<SchoolComponent> schoolComponents = new ArrayList<>();
@Override
public void add(SchoolComponent schoolComponent) {
schoolComponents.add(schoolComponent);
}
@Override
public void remove(SchoolComponent schoolComponent) {
schoolComponents.remove(schoolComponent);
}
@Override
public void print() {
System.out.println("=============="+getName()+"================");
for (SchoolComponent schoolComponent : schoolComponents) {
schoolComponent.print();
}
}
}
叶子构建
package day09_composite.test01;
import lombok.Data;
/**
* @author coolsheep
* @date 2023/4/11 10:20
* @Describe
*/
@Data
public class department implements SchoolComponent{
private String name;
public department(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void add(SchoolComponent schoolComponent) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
@Override
public void remove(SchoolComponent schoolComponent) {
throw new UnsupportedOperationException();
}
@Override
public void print() {
System.out.println(getName());
}
}
组合模式的应用场景
-
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。
比如树形菜单，操作系统目录结构，公司组织架构等。
