组合模式

组合模式

案例引入

编写程序，展示学校院系结构，要求在一个页面中展示出学院的院系组成，一个学院有几个学院，一个学院有几个系。如下图

传统方案及问题分析

传统方案

系 extends 学院 extends 学校

问题分析

• 1.将学院看成学校的子类，系是学院的子类，这样实际上是按照组织大小进行划分层次的。
• 2.这种传统方案的实现，不能实现管理，比如对学院的删除、遍历，对系得删除、遍历等。
• 3.解决方案，将学校，学院，系都看作是组织机构，之间没有继承关系，而是一个树形结构，可以实现更好的管理。=> 使用组合模式。

基本介绍

• 1.组合模式(Composite Pattern)，又叫部分整体模式，它创建了对象组得树形结构，将对象组合成树状结构，比表示"整体-部分"的层次关系。
• 2.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。
• 3.属于结构性模式
• 4.组合模式使用户对单个对象和组合对象的访问是一致的，即组合能让用户以一致的方式处理个别对象以及组合对象。

原理类图

类图说明

• 1.Component是组合中对象声明接口，在适当情况下，实现所有类共有的接口默认行为，用于访问和管理Conponent的子部件，Component可以是抽象类，也可以是接口。
• 2.Leaf在组合中表示子节点，叶子节点没有子节点。
• 3.Composite非叶子节点，用于存储子部件，在Composite接口中实现子部件的相关操作，比如增加(add)，删除(remove)。

组合模式实现案例UML类图

public class OrganizationComponent {

    private String name;//组织名称

    private String des;//组织描述

    public OrganizationComponent(String name,String des){
        this.name = name;
        this.des = des;
    }

    //方法，进行默认空实现，因为叶子节点不需要实现这些方法
    //如果做成抽象类，则叶子节点需要做无用的空实现
    public void add(OrganizationComponent o){}

    public void remove(OrganizationComponent o){}

    public void print(){}

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getDes() {
        return des;
    }

    public void setDes(String des) {
        this.des = des;
    }
}
public class University extends OrganizationComponent {
    //组合 包含下一个节点的集合 (学院集合)
    public List<OrganizationComponent> ocs = new ArrayList<OrganizationComponent>();

    public University(String name, String des) {
        super(name, des);
    }

    @Override
    public void add(OrganizationComponent o) {
        ocs.add(o);
    }

    @Override
    public void remove(OrganizationComponent o) {
        ocs.remove(o);
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println("------" + getName() + "------");
        for (OrganizationComponent o : ocs) {
            o.print();
        }
    }
}
public class College extends OrganizationComponent{

    //组合 包含下一个节点的集合 (专业集合)
    public List<OrganizationComponent> ocs = new ArrayList<OrganizationComponent>();

    public College(String name, String des) {
        super(name, des);
    }

    @Override
    public void add(OrganizationComponent o) {
        ocs.add(o);
    }

    @Override
    public void remove(OrganizationComponent o) {
        ocs.remove(o);
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println("------" + getName() + "------");
        for (OrganizationComponent o : ocs) {
            o.print();
        }
    }

}
public class Department extends OrganizationComponent{
    public Department(String name, String des) {
        super(name, des);
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println(this.getName());
    }
}
//测试
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        OrganizationComponent university = new University("清华大学", "test");

        OrganizationComponent infoProjectCollege = new College("信息工程学院", "test");
        OrganizationComponent softwareCollege = new College("软件学院", "test");

        infoProjectCollege.add(new Department("物联网工程","test"));
        infoProjectCollege.add(new Department("通信工程","test"));
        infoProjectCollege.add(new Department("电子信息","test"));

        softwareCollege.add(new Department("软件工程","test"));
        softwareCollege.add(new Department("计算机科学与技术","test"));
        softwareCollege.add(new Department("大数据科学与技术","test"));

        university.add(infoProjectCollege);
        university.add(softwareCollege);

        university.print();
    }
}

组合模式在JDK集合应用

HashMap中使用了组合模式

//说明
//1.Map就是一个抽象的构建（类似我们的Component)
//2. HashMap是一个中间的构建(Composite)，实现/继承了相关方法put,putAll
//3. Node是 HashMap的静态内部类，类似Leaf叶子节点，这里就没有put,putAll
// static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,vl

注意事项和细节

• 1.简化客户端操作。客户端只需要面对一致的对象而不用考虑整体部分或者节点叶子的问题。
• 2.具有较强的扩展性。当我们要更改组合对象时，我们只需要调整内部的层次关系，客户端不用做出任何改动。
• 3.方便创建出复杂的层次结构。客户端不用理会组合里面的组成细节，容易添加节点或者叶子从而创建出复杂的树形结构。
• 4.需要遍历组织机构，或者处理的对象具有树形结构时，非常适合使用组合模式。
• 5.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，不适合使用组合模式。

只是为了记录自己的学习历程，且本人水平有限，不对之处，请指正。