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Java设计模式 - 组合设计模式

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Java设计模式 - 组合设计模式

文章目录
    • 1. 学校院系展示需求
    • 2. 传统方案解决学校院系展示
    • 3. 组合模式基本介绍
    • 4. 组合模式原理类图
    • 5. 组合模式解决的问题
    • 6. 组合模式解决学校院系展示
    • 7. 组合模式在JDK集合的源码分析
    • 8. 组合模式的注意事项和细节

1. 学校院系展示需求

编写程序展示一个学校院系结构:需求是这样,要在一个页面中展示出学校的院系 组成,一个学校有多个学院,一个学院有多个系。如图:

2. 传统方案解决学校院系展示


传统方案解决学校院系展示存在的问题分析:

  1. 将学院看做是学校的子类,系是学院的子类,这样实际上是站在组织大小来进行分 层次的 。

  2. 实际上我们的要求是 :在一个页面中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, 因此这种方案,不能很好实现的管理的操作,比如 对学院、系的添加,删除,遍历等 。

  3. 解决方案:把学校、院、系都看做是组织结构,他们之间没有继承的关系,而是 一个树形结构,可以更好的实现管理操作。 => 组合模式

3. 组合模式基本介绍
  1. 组合模式(Composite Pattern),又叫部分整体模式,它创建了对象组的树形结 构,将对象组合成树状结构以表示“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. 这种类型的设计模式属于结构型模式。

  4. 组合模式使得用户对单个对象和组合对象的访问具有一致性,即:组合能让客 户以一致的方式处理个别对象以及组合对象。

4. 组合模式原理类图

  1. Component :这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Component 子部件, Component 可以是抽象类或者接口。

  2. Leaf:在组合中表示叶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。

5. 组合模式解决的问题
  1. 组合模式解决这样的问题,当我们的要处理的对象可以生成一颗树形结构,而 我们要对树上的节点和叶子进行操作时,它能够提供一致的方式,而不用考虑 它是节点还是叶子。

  2. 对应的示意图:

6. 组合模式解决学校院系展示

@Data
@AllArgument
public abstract class OrganizationComponent {
   // 名字
   private String name;
   private String des;  
   
   // 叶子节点不需要实现
   protected  void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
      //默认实现
      throw new UnsupportedOperationException();
   }
   
   protected  void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
      //默认实现
      throw new UnsupportedOperationException();
   }
   
   //方法print, 做成抽象的, 子类都需要实现
   protected abstract void print();
}
//University 就是 Composite , 可以管理College
public class University extends OrganizationComponent {
   List organizationComponents = new ArrayList();

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

   // 重写add
   @Override
   protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
      organizationComponents.add(organizationComponent);
   }

   // 重写remove
   @Override
   protected void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
      organizationComponents.remove(organizationComponent);
   }

   // print方法,就是输出University 包含的学院
   @Override
   protected void print() {
      System.out.println("--------------" + getName() + "--------------");
      //遍历 organizationComponents 
      for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {
         organizationComponent.print();
      }
   }
   
   @Override
   public String getName() {
      return super.getName();
   }

   @Override
   public String getDes() {
      return super.getDes();
   }
}
public class College extends OrganizationComponent {
   //List 中 存放的Department
   List organizationComponents = new ArrayList();

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

   // 重写add
   @Override
   protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
      //  将来实际业务中,Colleage 的 add 和  University add 不一定完全一样
      organizationComponents.add(organizationComponent);
   }

   // 重写remove
   @Override
   protected void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
      organizationComponents.remove(organizationComponent);
   }

   // print方法,就是输出University 包含的学院
   @Override
   protected void print() {
      System.out.println("--------------" + getName() + "--------------");
      //遍历 organizationComponents 
      for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {
         organizationComponent.print();
      }
   }
   
   @Override
   public String getName() {
      return super.getName();
   }

   @Override
   public String getDes() {
      // TODO Auto-generated method stub
      return super.getDes();
   }
}
public class Department extends OrganizationComponent {
   
   //没有集合
   
   public Department(String name, String des) {
      super(name, des);
   }
   
   //add , remove 就不用写了,因为他是叶子节点
   
   @Override
   public String getName() {
      return super.getName();
   }
   
   @Override
   public String getDes() {
      return super.getDes();
   }
   
   @Override
   protected void print() {
      System.out.println(getName());
   }
}
public class Client {
   public static void main(String[] args) {
      //从大到小创建对象 学校
      OrganizationComponent university = new University("清华大学", " 中国顶级大学 ");
      
      //创建 学院
      OrganizationComponent computerCollege = new College("计算机学院", " 计算机学院 ");
      OrganizationComponent infoEngineercollege = new College("信息工程学院", " 信息工程学院 ");
      
      
      //创建各个学院下面的系(专业)
      computerCollege.add(new Department("软件工程", " 软件工程不错 "));
      computerCollege.add(new Department("网络工程", " 网络工程不错 "));
      computerCollege.add(new Department("计算机科学与技术", " 计算机科学与技术是老牌的专业 "));
      
      //
      infoEngineercollege.add(new Department("通信工程", " 通信工程不好学 "));
      infoEngineercollege.add(new Department("信息工程", " 信息工程好学 "));
      
      //将学院加入到 学校
      university.add(computerCollege);
      university.add(infoEngineercollege);
      
      //university.print();
      infoEngineercollege.print();
   }
}
7. 组合模式在JDK集合的源码分析

Java的集合类-HashMap就使用了组合模式

public class Composite {
    public Composite() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        Map hashMap = new HashMap();
        hashMap.put(0, "东游记");
        Map map = new HashMap();
        map.put(1, "西游记");
        map.put(2, "红楼梦");
        hashMap.putAll(map);
        System.out.println(hashMap);
    }
}
8. 组合模式的注意事项和细节
  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

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