Java實(shí)現(xiàn)樹(shù)形結(jié)構(gòu)管理的組合設(shè)計(jì)模式
介紹
Java組合模式(Composite Pattern)是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式,允許你將對(duì)象組合成樹(shù)狀結(jié)構(gòu),并且能像使用獨(dú)立對(duì)象一樣使用它們.
組合模式包含以下3種角色:
- 抽象構(gòu)建(Component):是組合中對(duì)象聲明接口,可以包含其他對(duì)象,可以定義公共行為和管理子對(duì)象的方法.
- 葉子節(jié)點(diǎn)(Leaf):是組合中的簡(jiǎn)單對(duì)象,沒(méi)有包含其他對(duì)象的能力.
- 組合節(jié)點(diǎn)(Composite):有葉子節(jié)點(diǎn)和組合節(jié)點(diǎn)作為子節(jié)點(diǎn)的對(duì)象,通常會(huì)把子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)到一個(gè)結(jié)合中,實(shí)現(xiàn)抽象構(gòu)建接口中的方法.
組合模式的核心思想是將葉子節(jié)點(diǎn)和組合節(jié)點(diǎn)看作同一種類(lèi)型的對(duì)象,讓它們擁有相同的接口,從而在使用時(shí)能夠無(wú)差別對(duì)待.
實(shí)現(xiàn)
假設(shè)我們正在編寫(xiě)一個(gè)文件系統(tǒng)的程序,需要實(shí)現(xiàn)對(duì)目錄和文件的管理.我們可以使用組合模式來(lái)處理這種問(wèn)題.
抽象構(gòu)件
public abstract class AbstractFile {
protected String name;
public AbstractFile(String name) {
this.name = name;
}
/**
* 輸入文件名;包含節(jié)點(diǎn)下的子節(jié)點(diǎn)
*/
public abstract void display();
/**
* 添加文件
* @param file
*/
public abstract void add(AbstractFile file);
/**
* 刪除文件
* @param file
*/
public abstract void remove(AbstractFile file);
}
葉子節(jié)點(diǎn)
public class File extends AbstractFile {
public File(String name) {
super(name);
}
/**
* 輸入文件名;包含節(jié)點(diǎn)下的子節(jié)點(diǎn)
*/
@Override
public void display() {
System.out.println("這是文件:" + name);
}
/**
* 添加文件
*
* @param file
*/
@Override
public void add(AbstractFile file) {
throw new UnsupportedOperationException("文件不支持添加操作");
}
/**
* 刪除文件
*
* @param file
*/
@Override
public void remove(AbstractFile file) {
throw new UnsupportedOperationException("文件不支持刪除操作");
}
}
組合節(jié)點(diǎn)
public class Directory extends AbstractFile {
private List<AbstractFile> fileList = new ArrayList<>();
public Directory(String name) {
super(name);
}
@Override
public void add(AbstractFile file) {
fileList.add(file);
}
@Override
public void remove(AbstractFile file) {
fileList.remove(file);
}
/**
* 輸入文件名;包含節(jié)點(diǎn)下的子節(jié)點(diǎn)
*/
@Override
public void display() {
System.out.println("這是目錄:" + name);
fileList.forEach(AbstractFile::display);
}
}
測(cè)試
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
AbstractFile root = new Directory("根目錄");
AbstractFile file1 = new File("文件1");
AbstractFile file2 = new File("文件2");
AbstractFile file3 = new File("文件3");
AbstractFile file4 = new File("文件4");
AbstractFile directory1 = new Directory("目錄1");
AbstractFile directory2 = new Directory("目錄2");
directory1.add(file1);
directory1.add(file2);
directory1.add(directory2);
directory2.add(file3);
directory2.add(file4);
root.add(directory1);
root.display();
}
}
以上代碼是一個(gè)完整的Java組合模式的示例,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu).根據(jù)文件和目錄的特點(diǎn),將其抽象為AbstractFile類(lèi),并定義了name屬性以及抽象方法add();remove();display()并實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)具體的子類(lèi)File和Directory.
在Directory類(lèi)中,使用了一個(gè)List來(lái)儲(chǔ)存文件和子目錄,實(shí)現(xiàn)了add()和remove()方法,可以像其中添加和刪除文件和子目錄.同時(shí)display()方法遍歷并打印出其子節(jié)點(diǎn)信息.
在File類(lèi)中,由于文件沒(méi)有子節(jié)點(diǎn),因此在add()和remove()方法中拋出了UnsupportedOperationException異常,同時(shí)display()直接打印出文件信息.
總結(jié)
組合模式是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式,允許我們將對(duì)象組合成屬性結(jié)構(gòu)來(lái)表現(xiàn)整體/部分層次結(jié)構(gòu),使得用戶(hù)對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象使用具有一致性.
優(yōu)點(diǎn)
- 簡(jiǎn)化客戶(hù)端代碼:客戶(hù)端無(wú)需知道處理的是單個(gè)對(duì)象還是組合對(duì)象,統(tǒng)一處理方式使得客戶(hù)端代碼更加簡(jiǎn)單.
- 增加新組件方便:在組合模式中增加新的葉子或組合對(duì)象都非常容易.
- 靈活性:可以很容易地?cái)U(kuò)展屬性結(jié)構(gòu),增加或刪除組件,不需要修改現(xiàn)有代碼.
缺點(diǎn)
- 可能會(huì)引起系統(tǒng)過(guò)于抽象:過(guò)度使用組合模式會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)過(guò)于抽象,增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度.
- 可能會(huì)帶來(lái)性能問(wèn)題:在處理深層次嵌套的組合對(duì)象時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題.
應(yīng)用場(chǎng)景
組合模式常用于處理整體/部分層次結(jié)構(gòu)的問(wèn)題,適用于以下場(chǎng)景:
- 需要表示一個(gè)對(duì)象整體與部分層次結(jié)構(gòu),如樹(shù)形菜單,文件夾等.
- 需要對(duì)客戶(hù)端統(tǒng)一處理單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象.
- 需要簡(jiǎn)化客戶(hù)端代碼,使其更易于使用.
到此這篇關(guān)于Java實(shí)現(xiàn)樹(shù)形結(jié)構(gòu)管理的組合設(shè)計(jì)模式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java組合模式內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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