Java设计模式(十一)之结构型模式:组合模式
我们对于这个图片肯定会非常熟悉,这两幅图片我们都可以看做是一个文件结构,对于这样的结构我们称之为树形结构。在数据结构中我们了解到可以通过调用某个方法来遍历整个树,当我们找到某个叶子节点后,就可以对叶子节点进行相关的操作。我们可以将这颗树理解成一个大的容器,容器里面包含很多的成员对象,这些成员对象即可是容器对象也可以是叶子对象。但是由于容器对象和叶子对象在功能上面的区别,使得我们在使用的过程中必须要区分容器对象和叶子对象,但是这样就会给客户带来不必要的麻烦,作为客户而已,它始终希望能够一致的对待容器对象和叶子对象。这就是组合模式的设计动机:组合模式定义了如何将容器对象和叶子对象进行递归组合,使得客户在使用的过程中无须进行区分,可以对他们进行一致的处理。
一、模式定义:
组合模式将多个对象组合成树形结构以表示‘部分-整体’的层次结构。使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
组合模式对单个对象(叶子对象)和组合对象(组合对象)具有一致性,它将对象组织到树结构中,可以用来描述整体与部分的关系。同时它也模糊了简单元素(叶子对象)和复杂元素(容器对象)的概念,使得客户能够像处理简单元素一样来处理复杂元素,从而使客户程序能够与复杂元素的内部结构解耦。
上面的图展示了计算机的文件系统,文件系统由文件和目录组成,目录下面也可以包含文件或者目录,计算机的文件系统是用递归结构来进行组织的,对于这样的数据结构是非常适用使用组合模式的。
在使用组合模式中需要注意一点也是组合模式最关键的地方:叶子对象和组合对象实现相同的接口。这就是组合模式能够将叶子节点和对象节点进行一致处理的原因。
二、模式结构:
组合模式主要包含如下几个角色:
(1)Component :组合中的对象声明接口,在适当的情况下,实现所有类共有接口的默认行为。声明一个接口用于访问和管理Component子部件。
(2)Leaf:叶子对象。叶子结点没有子结点。
(3)Composite:容器对象,定义有枝节点行为,用来存储子部件,在Component接口中实现与子部件有关操作,如增加(add)和删除(remove)等。
从模式结构中我们看出了叶子节点和容器对象都实现Component接口,这也是能够将叶子对象和容器对象一致对待的关键所在。
三、模式实现:
在文件系统中,可能存在很多种格式的文件,如果图片,文本文件、视频文件等等,这些不同的格式文件的浏览方式都不同,同时对文件夹的浏览就是对文件夹中文件的浏览,但是对于客户而言都是浏览文件,两者之间不存在什么差别,现在只用组合模式来模拟浏览文件。UML结构图:
首先是文件类:File.java
[code]public abstract class File { String name; public File(String name){ this.name = name; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public abstract void display(); }
然后是文件夹类:Folder.java,该类包含对文件的增加、删除和浏览三个方法
[code]public class Folder extends File{ private List<File> files; public Folder(String name){ super(name); files = new ArrayList<File>(); } /** * 浏览文件夹中的文件 */ public void display() { for(File file : files){ file.display(); } } /** * @desc 向文件夹中添加文件 * @param file * @return void */ public void add(File file){ files.add(file); } /** * @desc 从文件夹中删除文件 * @param file * @return void */ public void remove(File file){ files.remove(file); } }
然后是三个文件类:TextFile.java、ImageFile.java、VideoFile.java
[code]public class TextFile extends File{ public TextFile(String name) { super(name); } public void display() { System.out.println("这是文本文件,文件名:" + super.getName()); } } public class ImagerFile extends File{ public ImagerFile(String name) { super(name); } public void display() { System.out.println("这是图像文件,文件名:" + super.getName()); } } public class VideoFile extends File{ public VideoFile(String name) { super(name); } public void display() { System.out.println("这是影像文件,文件名:" + super.getName()); } }
最后是客户端:
[code]public class Client { public static void main(String[] args) { /** * 我们先建立一个这样的文件系统 * 总文件 * * a.txt b.jpg c文件夹 * c_1.text c_1.rmvb c_1.jpg */ //总文件夹 Folder zwjj = ne 20000 w Folder("总文件夹"); //向总文件夹中放入三个文件:1.txt、2.jpg、1文件夹 TextFile aText= new TextFile("a.txt"); ImagerFile bImager = new ImagerFile("b.jpg"); Folder cFolder = new Folder("C文件夹"); zwjj.add(aText); zwjj.add(bImager); zwjj.add(cFolder); //向C文件夹中添加文件:c_1.txt、c_1.rmvb、c_1.jpg TextFile cText = new TextFile("c_1.txt"); ImagerFile cImage = new ImagerFile("c_1.jpg"); VideoFile cVideo = new VideoFile("c_1.rmvb"); cFolder.add(cText); cFolder.add(cImage); cFolder.add(cVideo); //遍历C文件夹 cFolder.display(); //将c_1.txt删除 cFolder.remove(cText); System.out.println("-----------------------"); cFolder.display(); } }
运行结果:
四:组合模式小结:
1、优点:
(1)可以清楚地定义分层次的复杂对象,表示对象的全部或部分层次,使得增加新构件也更容易。
(2)客户端调用简单,客户端可以一致的使用组合结构或其中单个对象。
(3)定义了包含叶子对象和容器对象的类层次结构,叶子对象可以被组合成更复杂的容器对象,而这个容器对象又可以被组合,这样不断递归下去,可以形成复杂的树形结构
(4)更容易在组合体内加入对象构件,客户端不必因为加入了新的对象构件而更改原有代码。
2、缺点:
使设计变得更加抽象,对象的业务规则如果很复杂,则实现组合模式具有很大挑战性,而且不是所有的方法都与叶子对象子类都有关联。
3、使用场景:
(1)当发现需求中是体现部分与整体层次结构时,以及你希望用户可以忽略组合对象与单个对象的不同,统一地使用组合结构中的所有对象时,就应该考虑组合模式了。
(2)让客户能够忽略不同对象层次的变化,客户端可以针对抽象构件编程,无须关心对象层次结构的细节。
4、小结:
(1)组合模式用于将多个对象组合成树形结构以表示“整体-部分”的结构层次。组合模式对单个对象(叶子对象)和组合对象(容器对象)的使用具有一致性。
(2)组合对象的关键在于它定义了一个抽象构建类,它既可表示叶子对象,也可表示容器对象,客户仅仅需要针对这个抽象构建进行编程,无须知道他是叶子对象还是容器对象,都是一致对待。
(3)组合模式虽然能够非常好地处理层次结构,也使得客户端程序变得简单,但是它也使得设计变得更加抽象,而且也很难对容器中的构件类型进行限制,这会导致在增加新的构件时会产生一些问题。
原博客链接:
https://www.geek-share.com/detail/2589547402.html
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