java合成模式之神奇的樹結(jié)構(gòu)

更新時(shí)間：2021年08月25日 17:19:29 作者：二當(dāng)家的白帽子

這篇文章主要介紹了java合成模式，文中運(yùn)用大量的代碼進(jìn)行詳細(xì)講解，希望大家看完本文后能學(xué)習(xí)到相關(guān)的知識(shí)，需要的朋友可以參考一下

什么是合成模式

以下是互聯(lián)網(wǎng)的解釋。

合成模式屬于對象的結(jié)構(gòu)模式，有時(shí)又叫做“部分——整體”模式。合成模式將對象組織到樹結(jié)構(gòu)中，可以用來描述整體與部分的關(guān)系。合成模式可以使客戶端將單純元素與復(fù)合元素同等看待。

經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)有樹結(jié)構(gòu)的情況 , 其中由單獨(dú)的對象或者單獨(dú)對象組成的合成對象組成 , 此時(shí)就需要利用一種方式來完成樹結(jié)構(gòu)的構(gòu)建工作 .
合成模式提供一個(gè)樹結(jié)構(gòu)中所有對象的統(tǒng)一接口 , 規(guī)范樹中單獨(dú)對象和合成對象的構(gòu)建過程 , 合成模式更像一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) .

合成模式的實(shí)現(xiàn)方式分為透明式和安全式 , 主要區(qū)別在于管理方法是在抽象構(gòu)件中聲明, 還是直接在樹枝構(gòu)件中定義.

透明式 , 管理方法在抽象構(gòu)件中聲明 , 同時(shí)樹葉節(jié)點(diǎn)需要用平庸的方式實(shí)現(xiàn)管理方法

安全式 , 在樹枝構(gòu)件中直接定義管理方法 , 這樣避免在樹葉構(gòu)件中進(jìn)行定義 .

設(shè)計(jì)模式和編程語言無關(guān)，但是二當(dāng)家的依然用Java語言去實(shí)戰(zhàn)舉例。

安全式合成模式

在這里插入圖片描述

抽象構(gòu)件(Component)角色：這是一個(gè)抽象角色，它給參加組合的對象定義出公共的接口及其默認(rèn)行為，可以用來管理所有的子對象。合成對象通常把它所包含的子對象當(dāng)做類型為Component的對象。在安全式的合成模式里，構(gòu)件角色并不定義出管理子對象的方法，這一定義由樹枝構(gòu)件對象給出。
樹葉構(gòu)件(Leaf)角色：樹葉對象沒有下級(jí)子對象，定義出參加組合的原始對象的行為。
樹枝構(gòu)件(Composite)角色：代表參加組合的有下級(jí)子對象的對象，并給出樹枝構(gòu)件對象的行為。

抽象構(gòu)件(Component)角色

抽象構(gòu)件聲明了葉子和樹枝都應(yīng)該有的行為。

package com.secondgod.composite;

/**
 * 抽象構(gòu)件
 *
 * @author 二當(dāng)家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
 */
public interface Component {
    /**
     * 輸出自身的名稱
     */
    void printStruct(String preStr);
}

樹葉構(gòu)件(Leaf)角色

樹葉不會(huì)再有下級(jí)。

package com.secondgod.composite;

import java.text.MessageFormat;

/**
 * 樹葉
 *
 * @author 二當(dāng)家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
 */
public class Leaf implements Component {
    /**
     * 葉子對象的名字
     */
    private String name;

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

    @Override
    public void printStruct(String preStr) {
        System.out.println(MessageFormat.format("{0}-{1}", preStr, name));
    }
}

樹枝構(gòu)件(Composite)角色

樹枝可以繼續(xù)長出樹枝或者樹葉，所以要有addChild方法。

package com.secondgod.composite;

import java.text.MessageFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 樹枝
 *
 * @author 二當(dāng)家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
 */
public class Composite implements Component {
    /**
     * 用來存儲(chǔ)組合對象中包含的子組件對象
     */
    private List<Component> childComponents = new ArrayList<Component>();
    /**
     * 組合對象的名字
     */
    private String          name;

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

    /**
     * 聚集管理方法，增加一個(gè)子構(gòu)件對象
     * @param child 子構(gòu)件對象
     */
    public void addChild(Component child){
        childComponents.add(child);
    }

    @Override
    public void printStruct(String preStr) {
        // 先把自己輸出
        System.out.println(MessageFormat.format("{0}+{1}", preStr, name));

        // 如果還包含有子組件，那么就輸出這些子組件對象
        if (this.childComponents != null) {
            // 添加兩個(gè)空格，表示向后縮進(jìn)兩個(gè)空格
            preStr += "  ";
            // 輸出當(dāng)前對象的子對象
            for (Component c : childComponents) {
                // 遞歸輸出每個(gè)子對象
                c.printStruct(preStr);
            }
        }
    }
}

使用

package com.secondgod.composite;

/**
 * 測試
 *
 * @author 二當(dāng)家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
 */
public class Client {

    public static void main(String[]args){
        Composite root = new Composite("生物");
        Composite c1 = new Composite("動(dòng)物");
        Composite c2 = new Composite("植物");

        Leaf leaf1 = new Leaf("貓貓");
        Leaf leaf2 = new Leaf("狗狗");
        Leaf leaf3 = new Leaf("大樹");
        Leaf leaf4 = new Leaf("小草");

        root.addChild(c1);
        root.addChild(c2);
        c1.addChild(leaf1);
        c1.addChild(leaf2);
        c2.addChild(leaf3);
        c2.addChild(leaf4);

        root.printStruct("");
    }
}

在這里插入圖片描述

執(zhí)行結(jié)果符合預(yù)期。

透明式合成模式

在這里插入圖片描述

抽象構(gòu)件(Component)角色

生長樹枝和樹葉的方法直接聲明在抽象構(gòu)件里。本例使用抽象類，其實(shí)也可以使用接口。

package com.secondgod.composite;

/**
 * 抽象構(gòu)件
 *
 * @author 二當(dāng)家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
 */
public abstract class Component {
    /**
     * 輸出自身的名稱
     */
    public abstract void printStruct(String preStr);

    /**
     * 聚集管理方法，增加一個(gè)子構(gòu)件對象
     * @param child 子構(gòu)件對象
     */
    public void addChild(Component child){
        /**
         * 缺省實(shí)現(xiàn)，拋出異常，因?yàn)槿~子對象沒有此功能
         * 或者子組件沒有實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能
         */
        throw new UnsupportedOperationException("對象不支持此功能");
    }
}

樹葉構(gòu)件(Leaf)角色

透明式的葉子從實(shí)現(xiàn)抽象構(gòu)件改成繼承抽象構(gòu)件。如果抽象構(gòu)件是接口，則需要平庸實(shí)現(xiàn)管理子構(gòu)件的方法。

package com.secondgod.composite;

import java.text.MessageFormat;

/**
 * 樹葉
 *
 * @author 二當(dāng)家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
 */
public class Leaf extends Component {
    /**
     * 葉子對象的名字
     */
    private String name;

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

    @Override
    public void printStruct(String preStr) {
        System.out.println(MessageFormat.format("{0}-{1}", preStr, name));
    }
}

樹枝構(gòu)件(Composite)角色

透明式的樹枝也是從實(shí)現(xiàn)抽象構(gòu)件改為繼承抽象構(gòu)件，這主要跟抽象構(gòu)件是抽象類還是接口有關(guān)。

package com.secondgod.composite;

import java.text.MessageFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 樹枝
 *
 * @author 二當(dāng)家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
 */
public class Composite extends Component {
    /**
     * 用來存儲(chǔ)組合對象中包含的子組件對象
     */
    private List<Component> childComponents = new ArrayList<Component>();
    /**
     * 組合對象的名字
     */
    private String          name;

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

    /**
     * 聚集管理方法，增加一個(gè)子構(gòu)件對象
     * @param child 子構(gòu)件對象
     */
    public void addChild(Component child){
        childComponents.add(child);
    }

    @Override
    public void printStruct(String preStr) {
        // 先把自己輸出
        System.out.println(MessageFormat.format("{0}+{1}", preStr, name));

        // 如果還包含有子組件，那么就輸出這些子組件對象
        if (this.childComponents != null) {
            // 添加兩個(gè)空格，表示向后縮進(jìn)兩個(gè)空格
            preStr += "  ";
            // 輸出當(dāng)前對象的子對象
            for (Component c : childComponents) {
                // 遞歸輸出每個(gè)子對象
                c.printStruct(preStr);
            }
        }
    }
}

使用

客戶端在使用時(shí)，變量可以都聲明為抽象構(gòu)件。

package com.secondgod.composite;

/**
 * 測試
 *
 * @author 二當(dāng)家的白帽子 https://le-yi.blog.csdn.net/
 */
public class Client {

    public static void main(String[]args){
        Component root = new Composite("生物");
        Component c1 = new Composite("動(dòng)物");
        Component c2 = new Composite("植物");

        Component leaf1 = new Leaf("貓貓");
        Component leaf2 = new Leaf("狗狗");
        Component leaf3 = new Leaf("大樹");
        Component leaf4 = new Leaf("小草");

        root.addChild(c1);
        root.addChild(c2);
        c1.addChild(leaf1);
        c1.addChild(leaf2);
        c2.addChild(leaf3);
        c2.addChild(leaf4);

        root.printStruct("");
    }
}

可以看出，客戶端無需再區(qū)分操作的是樹枝對象(Composite)還是樹葉對象(Leaf)了；對于客戶端而言，操作的都是Component對象。