Java 设计模式(九):组合模式

参考链接:组合模式-Composite Pattern

树形结构在软件中随处可见,例如操作系统中的目录结构、应用软件中的菜单、办公系统中的公司组织结构等等,如何运用面向对象的方式来处理这种树形结构是组合模式需要解决的问题,组合模式通过一种巧妙的设计方案使得用户可以一致性地处理整个树形结构或者树形结构的一部分,也可以一致性地处理树形结构中的叶子节点(不包含子节点的节点)和容器节点(包含子节点的节点)。

1. 模式概述

定义:组合多个对象形成树形结构以表示具有“整体—部分”关系的层次结构。

在组合模式中引入了抽象构件类Component,它是所有容器类和叶子类的公共父类,客户端针对Component进行编程。组合模式结构如图所示:
组合模式结构图
在组合模式结构图中包含如下几个角色:

  • Component(抽象构件):它可以是接口或抽象类,为叶子构件和容器构件对象声明接口,在该角色中可以包含所有子类共有行为的声明和实现。在抽象构件中定义了访问及管理它的子构件的方法,如增加子构件、删除子构件、获取子构件等。
  • Leaf(叶子构件):它在组合结构中表示叶子节点对象,它实现在抽象构件中定义的行为。对于那些访问及管理子构件的方法,可以通过异常等方式进行处理。
  • Composite(容器构件):它在组合结构中表示容器节点对象,容器节点包含子节点,其子节点可以是叶子节点,也可以是容器节点,它提供一个集合用于存储子节点,实现在抽象构件中定义的行为,包括那些访问及管理子构件的方法,在其业务方法中可以递归调用其子节点的业务方法。

2. 模式实现

下面通过简单的示例代码来分析组合模式的各个角色的用途和实现。对于组合模式中的抽象构件角色,其典型代码如下所示:

public abstract class Component {private String str;public Component(String str) {this.str = str;}/*** 添加子节点** @param c 添加的节点*/public abstract void add(Component c);/*** 删除子节点** @param c 删除的节点*/public abstract void remove(Component c);/*** 获取所有子节点** @return List*/public abstract List<Component> getChild();/*** 获取指定下标的节点** @param i 下标* @return Component*/public abstract Component getChild(int i);public void print() {System.out.println(this.str);}
}

一般将抽象构件类设计为接口或抽象类,将所有子类共有方法的声明和实现放在抽象构件类中。对于客户端而言,将针对抽象构件编程,而无须关心其具体子类是容器构件还是叶子构件。

如果继承抽象


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