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设计模式之组合模式

时间:2019-10-02 01:05:01      阅读:150      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:src   创建对象   计算机科学   客户   需要   构造器   todo   自己   ret   

项目需求

看一个学校院系展示需求

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:

传统方法

首先想到的是继承: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。(个人觉得这里用继承不是很恰当,比如三轮车继承车比较合理,北京大学继承大学是比较贴切的,但这里将学院继承学校,类本质是对事物共同的关注点抽象)。

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

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

组合模式简介

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、生活用品中的衣月艮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。

定义:有时又叫作部分-整体模式,它是一种将对象组合成树状的层次结构的模式,用来表示“部分-整体”的关系,使用户对单个对象和组合对象具有一致的访问性。

组合模式的结构和实现

组合模式包含以下主要角色。

  1. 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。
  2. 树叶构件(Leaf)角色:是组合中的叶节点对象,它没有子节点,用于实现抽象构件角色中 声明的公共接口。
  3. 树枝构件(Composite)角色:是组合中的分支节点对象,它有子节点。它实现了抽象构件角色中声明的接口,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。

技术图片

import java.util.ArrayList;
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();
        }
    }    
}

项目具体实现

抽象构件:

public abstract class OrganizationComponent {
    private String name; // 名字
    private String des; // 说明
    protected  void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
        //默认实现
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    protected  void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
        //默认实现
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    //构造器
    public OrganizationComponent(String name, String des) {
        super();
        this.name = name;
        this.des = des;
    }
    //省略name和des的getter/setter
    
    //方法print, 做成抽象的, 子类都需要实现
    protected abstract void print();

}

树枝构件:学校

//University 就是 Composite , 可以管理College
public class University extends OrganizationComponent {

    List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<OrganizationComponent>();

    // 构造器
    public University(String name, String des) {
        super(name, des);
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }

    // 重写add
    @Override
    protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
        // TODO Auto-generated method stub
        organizationComponents.add(organizationComponent);
    }

    // 重写remove
    @Override
    protected void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
        // TODO Auto-generated method stub
        organizationComponents.remove(organizationComponent);
    }

    @Override
    public String getName() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return super.getName();
    }

    @Override
    public String getDes() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return super.getDes();
    }

    // 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();
        }
    }

}

树枝构件:学院,与学校基本一致

public class College extends OrganizationComponent {

    //List 中 存放的Department
    List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<OrganizationComponent>();

    // 构造器
    public College(String name, String des) {
        super(name, des);
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }

    // 重写add
    @Override
    protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
        // TODO Auto-generated method stub
        //  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) {
        // TODO Auto-generated method stub
        organizationComponents.remove(organizationComponent);
    }

    @Override
    public String getName() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return super.getName();
    }

    @Override
    public String getDes() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return super.getDes();
    }

    // print方法,就是输出University 包含的学院
    @Override
    protected void print() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("--------------" + getName() + "--------------");
        //遍历 organizationComponents 
        for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {
            organizationComponent.print();
        }
    }


}

树叶构件:院系

public class Department extends OrganizationComponent {

    //没有集合
    
    public Department(String name, String des) {
        super(name, des);
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }

    
    //add , remove 就不用写了,因为他是叶子节点
    
    @Override
    public String getName() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return super.getName();
    }
    
    @Override
    public String getDes() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return super.getDes();
    }
    
    @Override
    protected void print() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println(getName());
    }

}

最后是我们的客户端代码,

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();
    }

}

打印出结果:

--------------清华大学--------------
--------------计算机学院--------------
软件工程
网络工程
计算机科学与技术
--------------信息工程学院--------------
通信工程
信息工程

组合模式小结

组合模式的主要优点有:

  1. 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;
  2. 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”;

其主要缺点是:

  1. 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;
  2. 不容易限制容器中的构件;
  3. 不容易用继承的方法来增加构件的新功能;

设计模式之组合模式

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原文地址:https://www.cnblogs.com/heliusKing/p/11616386.html

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