一、概述

我們對于這個圖片肯定會非常熟悉，這兩幅圖片我們都可以看做是一個文件結(jié)構(gòu)，對于這樣的結(jié)構(gòu)我們稱之為樹形結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中我們了解到可以通過調(diào)用某個方法來遍歷整個樹，當我們找到某個葉子節(jié)點后，就可以對葉子節(jié)點進行相關(guān)的操作。我們可以將這顆樹理解成一個大的容器，容器里面包含很多的成員對象，這些成員對象即可是容器對象也可以是葉子對象。但是由于容器對象和葉子對象在功能上面的區(qū)別，使得我們在使用的過程中必須要區(qū)分容器對象和葉子對象，但是這樣就會給客戶帶來不必要的麻煩，作為客戶而已，它始終希望能夠一致的對待容器對象和葉子對象。這就是組合模式的設(shè)計動機：組合模式定義了如何將容器對象和葉子對象進行遞歸組合，使得客戶在使用的過程中無須進行區(qū)分，可以對他們進行一致的處理。

二、 模式定義

組合模式組合多個對象形成樹形結(jié)構(gòu)以表示“整體-部分”的結(jié)構(gòu)層次。

組合模式對單個對象(葉子對象)和組合對象(組合對象)具有一致性，它將對象組織到樹結(jié)構(gòu)中，可以用來描述整體與部分的關(guān)系。同時它也模糊了簡單元素(葉子對象)和復(fù)雜元素(容器對象)的概念，使得客戶能夠像處理簡單元素一樣來處理復(fù)雜元素，從而使客戶程序能夠與復(fù)雜元素的內(nèi)部結(jié)構(gòu)解耦。

上面的圖展示了計算機的文件系統(tǒng)，文件系統(tǒng)由文件和目錄組成，目錄下面也可以包含文件或者目錄，計算機的文件系統(tǒng)是用遞歸結(jié)構(gòu)來進行組織的，對于這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是非常適用使用組合模式的。

在使用組合模式中需要注意一點也是組合模式最關(guān)鍵的地方：葉子對象和組合對象實現(xiàn)相同的接口。這就是組合模式能夠?qū)⑷~子節(jié)點和對象節(jié)點進行一致處理的原因。

三、 模式結(jié)構(gòu)

組合模式主要包含如下幾個角色：

1.Component ：組合中的對象聲明接口，在適當?shù)那闆r下，實現(xiàn)所有類共有接口的默認行為。聲明一個接口用于訪問和管理Component子部件。

2.Leaf：葉子對象。葉子結(jié)點沒有子結(jié)點。

3.Composite：容器對象，定義有枝節(jié)點行為，用來存儲子部件，在Component接口中實現(xiàn)與子部件有關(guān)操作，如增加(add)和刪除(remove)等。

從模式結(jié)構(gòu)中我們看出了葉子節(jié)點和容器對象都實現(xiàn)Component接口，這也是能夠?qū)⑷~子對象和容器對象一致對待的關(guān)鍵所在。

四、 模式實現(xiàn)

在文件系統(tǒng)中，可能存在很多種格式的文件，如果圖片，文本文件、視頻文件等等，這些不同的格式文件的瀏覽方式都不同，同時對文件夾的瀏覽就是對文件夾中文件的瀏覽，但是對于客戶而言都是瀏覽文件，兩者之間不存在什么差別，現(xiàn)在只用組合模式來模擬瀏覽文件。UML結(jié)構(gòu)圖：

首先是文件類：File.java

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();
}

然后是文件夾類：Folder.java，該類包含對文件的增加、刪除和瀏覽三個方法

public class Folder extends File{
    private List<File> files;
    
    public Folder(String name){
        super(name);
        files = new ArrayList<File>();
    }
    
    /**
     * 瀏覽文件夾中的文件
     */
    public void display() {
        for(File file : files){
            file.display();
        }
    }
    
    /**
     * @desc 向文件夾中添加文件
     * @param file
     * @return void
     */
    public void add(File file){
        files.add(file);
    }
    
    /**
     * @desc 從文件夾中刪除文件
     * @param file
     * @return void
     */
    public void remove(File file){
        files.remove(file);
    }
}

然后是三個文件類：TextFile.java、ImageFile.java、VideoFile.java

TextFile.java

public class TextFile extends File{

    public TextFile(String name) {
        super(name);
    }

    public void display() {
        System.out.println("這是文本文件，文件名：" + super.getName());
    }
    
}

ImageFile.java

public class ImagerFile extends File{

    public ImagerFile(String name) {
        super(name);
    }

    public void display() {
        System.out.println("這是圖像文件，文件名：" + super.getName());
    }

}

VideoFile.java

public class VideoFile extends File{

    public VideoFile(String name) {
        super(name);
    }

    public void display() {
        System.out.println("這是影像文件，文件名：" + super.getName());
    }

}

最后是客戶端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 我們先建立一個這樣的文件系統(tǒng)
         *                  總文件
         *                  
         *   a.txt    b.jpg                   c文件夾              
         *                      c_1.text  c_1.rmvb    c_1.jpg   
         *                                                       
         */ 
        //總文件夾
        Folder zwjj = new Folder("總文件夾");
        //向總文件夾中放入三個文件：1.txt、2.jpg、1文件夾
        TextFile aText= new TextFile("a.txt");
        ImagerFile bImager = new ImagerFile("b.jpg");
        Folder cFolder = new Folder("C文件夾");
        
        zwjj.add(aText);
        zwjj.add(bImager);
        zwjj.add(cFolder);
        
        //向C文件夾中添加文件：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);
        
        //遍歷C文件夾
        cFolder.display();
        //將c_1.txt刪除
        cFolder.remove(cText);
        System.out.println("-----------------------");
        cFolder.display();
    }
}

運行結(jié)果

五、 模式優(yōu)缺點

5.1、優(yōu)點

1、可以清楚地定義分層次的復(fù)雜對象，表示對象的全部或部分層次，使得增加新構(gòu)件也更容易。

2、客戶端調(diào)用簡單，客戶端可以一致的使用組合結(jié)構(gòu)或其中單個對象。

3、定義了包含葉子對象和容器對象的類層次結(jié)構(gòu)，葉子對象可以被組合成更復(fù)雜的容器對象，而這個容器對象又可以被組合，這樣不斷遞歸下去，可以形成復(fù)雜的樹形結(jié)構(gòu)。

4、更容易在組合體內(nèi)加入對象構(gòu)件，客戶端不必因為加入了新的對象構(gòu)件而更改原有代碼。

5.2、缺點

1、使設(shè)計變得更加抽象，對象的業(yè)務(wù)規(guī)則如果很復(fù)雜，則實現(xiàn)組合模式具有很大挑戰(zhàn)性，而且不是所有的方法都與葉子對象子類都有關(guān)聯(lián)

六、 模式適用場景

1、需要表示一個對象整體或部分層次，在具有整體和部分的層次結(jié)構(gòu)中，希望通過一種方式忽略整體與部分的差異，可以一致地對待它們。

2、讓客戶能夠忽略不同對象層次的變化，客戶端可以針對抽象構(gòu)件編程，無須關(guān)心對象層次結(jié)構(gòu)的細節(jié)。

七、 模式總結(jié)

1、 組合模式用于將多個對象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示“整體-部分”的結(jié)構(gòu)層次。組合模式對單個對象（葉子對象）和組合對象（容器對象）的使用具有一致性。

2、 組合對象的關(guān)鍵在于它定義了一個抽象構(gòu)建類，它既可表示葉子對象，也可表示容器對象，客戶僅僅需要針對這個抽象構(gòu)建進行編程，無須知道他是葉子對象還是容器對象，都是一致對待。

3、 組合模式雖然能夠非常好地處理層次結(jié)構(gòu)，也使得客戶端程序變得簡單，但是它也使得設(shè)計變得更加抽象，而且也很難對容器中的構(gòu)件類型進行限制，這會導(dǎo)致在增加新的構(gòu)件時會產(chǎn)生一些問題。

以上就是分析Java設(shè)計模式之組合模式的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于Java 設(shè)計模式 組合模式的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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