組合模式

組合模式.png

組合模式（Composite Pattern），又叫部分整體模式，是用于把一組相似的對(duì)象當(dāng)作一個(gè)單一的對(duì)象。組合模式依據(jù)樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)組合對(duì)象，用來(lái)表示部分以及整體層次。這種類(lèi)型的設(shè)計(jì)模式屬于結(jié)構(gòu)型模式，它創(chuàng)建了對(duì)象組的樹(shù)形結(jié)構(gòu)。

這種模式創(chuàng)建了一個(gè)包含自己對(duì)象組的類(lèi)。該類(lèi)提供了修改相同對(duì)象組的方式。

我們通過(guò)下面的實(shí)例來(lái)演示組合模式的用法。實(shí)例演示了一個(gè)電腦中的文件的層次結(jié)構(gòu)。

介紹：

意圖： 將對(duì)象組合成樹(shù)形結(jié)構(gòu)以表示"部分-整體"的層次結(jié)構(gòu)。組合模式使得用戶(hù)對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的使用具有一致性。
主要解決： 它在我們樹(shù)型結(jié)構(gòu)的問(wèn)題中，模糊了簡(jiǎn)單元素和復(fù)雜元素的概念，客戶(hù)程序可以向處理簡(jiǎn)單元素一樣來(lái)處理復(fù)雜元素，從而使得客戶(hù)程序與復(fù)雜元素的內(nèi)部結(jié)構(gòu)解耦。
何時(shí)使用：

1. 您想表示對(duì)象的部分-整體層次結(jié)構(gòu)（樹(shù)形結(jié)構(gòu)）。
2. 您希望用戶(hù)忽略組合對(duì)象與單個(gè)對(duì)象的不同，用戶(hù)將統(tǒng)一地使用組合結(jié)構(gòu)中的所有對(duì)象。

如何解決： 樹(shù)枝和葉子實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一接口，樹(shù)枝內(nèi)部組合該接口。
關(guān)鍵代碼：樹(shù)枝內(nèi)部組合該接口，并且含有內(nèi)部屬性 List，里面放 Component。
應(yīng)用實(shí)例：

1. 算術(shù)表達(dá)式包括操作數(shù)、操作符和另一個(gè)操作數(shù)，其中，另一個(gè)操作符也可以是操作樹(shù)、操作符和另一個(gè)操作數(shù)。
2. 在 JAVA AWT 和 SWING 中，對(duì)于 Button 和 Checkbox 是樹(shù)葉，Container 是樹(shù)枝。

分類(lèi)：

1. 安全組合模式：安全組合模式中，在抽象構(gòu)件File中沒(méi)有聲明任何用于管理成員對(duì)象的方法，而是在具體類(lèi)中聲明并實(shí)現(xiàn)這些方法。
2. 透明組合模式：透明組合模式中，抽象構(gòu)件File中聲明了所有用于管理成員對(duì)象的方法，這樣做的好處是確保所有的構(gòu)件類(lèi)都有相同的接口。

優(yōu)點(diǎn)：

1. 高層模塊調(diào)用簡(jiǎn)單。
2. 節(jié)點(diǎn)自由增加。

缺點(diǎn)： 在使用組合模式中的安全組合模式時(shí)，其葉子和樹(shù)枝的聲明都是實(shí)現(xiàn)類(lèi)，而不是接口，違反了依賴(lài)倒置原則。
使用場(chǎng)景： 部分、整體場(chǎng)景，如樹(shù)形菜單，文件、文件夾的管理。
注意事項(xiàng)：安全組合模式定義時(shí)為具體類(lèi)。

實(shí)現(xiàn)：

Linux和Unix的思想一切皆文件。那么，我們就使用組合模式表示其中的文件的樹(shù)型結(jié)構(gòu)。
實(shí)現(xiàn)這里我們使用更加符合抽象編程的透明模式

步驟一：

創(chuàng)建各種文件的抽象父類(lèi)File：

/**
 * @see 透明組合模式，定義文件系統(tǒng)每個(gè)組件的所有功能， 并且提供了默認(rèn)的無(wú)服務(wù)的方法
 * @author Thornhill
 *
 */
public abstract class File {
    protected String name;

    public void showSelf(int i) {
    // 根據(jù)遞歸深度調(diào)整輸出格式
        while (i > 0) {
            System.out.print("  ");
            i--;
        }
    }

    public void add(File f) {
        System.out.println("該文件不支持添加節(jié)點(diǎn)操作");
    }

    public void remove(File f) {
        System.out.println("該文件不支持移除節(jié)點(diǎn)操作");
    }

    public List<File> getChild() {
        System.out.println("該節(jié)點(diǎn)不支持獲取子節(jié)點(diǎn)操作");
        return null;
    }
}

步驟二：

創(chuàng)建各種具體實(shí)現(xiàn)的文件：

1. Image：

/**
 * @see 圖片文件，不真正提供增，刪，遍歷操作，使用父類(lèi)默認(rèn)方法即可。
 * @author Thornhill
 *
 */
public class Image extends File {
    public Image(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void showSelf(int i) {
        super.showSelf(i);
        System.out.println("圖片文件:" + name);

    }

}

2. Txt：

/**
 * @see 文本文件，不真正提供增，刪，遍歷操作，使用父類(lèi)默認(rèn)方法即可。
 * @author Thornhill
 *
 */
public class Txt extends File {
    public Txt(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void showSelf(int i) {
        super.showSelf(i);
        System.out.println("文本文件:" + name);
    }

}

3. Folder：

/**
 * @see 真正意義上實(shí)現(xiàn)增，刪，遍歷的文件夾文件， 唯一可以包含其他文件的文件
 * @author Thornhill
 *
 */
public class Folder extends File {
    private List<File> list = new ArrayList<>();

    public Folder(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void showSelf(int i) {
        super.showSelf(i);
        System.out.println("文件夾：" + name);
        for (File file : list) {
            file.showSelf(i + 1);
        }
    }

    @Override
    public void add(File f) {
        list.add(f);
    }

    @Override
    public void remove(File f) {
        list.remove(f);
    }

    @Override
    public List<File> getChild() {
        return list;
    }

}

步驟三：

編寫(xiě)測(cè)試

public class CompositePatternDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建Linux文件目錄第一級(jí)
        File root = new Folder("root");
        File users = new Folder("user");
        File bin = new Folder("bin");
        // 創(chuàng)建user目錄下用戶(hù)目錄
        File user1 = new Folder("user1");
        File user2 = new Folder("user2");
        // 創(chuàng)建一些圖片文件
        File image1 = new Image("image1");
        File image2 = new Image("image2");
        // 創(chuàng)建一些文本文件
        File txt1 = new Txt("txt1");
        File txt2 = new Txt("txt2");

        root.add(users);
        root.add(bin);

        users.add(user1);
        users.add(user2);

        bin.add(txt1);

        user1.add(image1);
        user1.add(txt2);

        user2.add(image2);

        root.showSelf(0);
    }

}

步驟四：

驗(yàn)證輸出

文件夾：root
    文件夾：user
        文件夾：user1
            圖片文件:image1
            文本文件:txt2
        文件夾：user2
            圖片文件:image2
    文件夾：bin
        文本文件:txt1

結(jié)語(yǔ)：

組合模式在有明顯結(jié)構(gòu)層次的情境中，或者統(tǒng)一的使用一類(lèi)對(duì)象時(shí)使用。

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