文章目录
  1. 1. 组合模式
    1. 1.1. 模式定义
    2. 1.2. 模式结构
    3. 1.3. 模式实现
    4. 1.4. 模式适用场景
    5. 1.5. 模式总结

转载自:
作者: chenssy


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。

模式定义

组合模式组合多个对象形成树形结构以表示“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(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。

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。

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

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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

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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

TextFile.java

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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());
}

}

ImageFile.java

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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());
}

}

VideoFile.java

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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

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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 = new 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

模式适用场景

  1. 需要表示一个对象整体或部分层次,在具有整体和部分的层次结构中,希望通过一种方式忽略整体与部分的差异,可以一致地对待它们。
  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。

模式总结

  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。
文章目录
  1. 1. 组合模式
    1. 1.1. 模式定义
    2. 1.2. 模式结构
    3. 1.3. 模式实现
    4. 1.4. 模式适用场景
    5. 1.5. 模式总结