设计模式--组合模式

2023-04-18

字数统计: 1.2k字 | 阅读时长≈ 4分

组合模式：是一种结构型设计模式，组合多个对象形成树形结构以表示“部分-整体”的结构层次。组合模式对单个对象（即叶子对象）和组合对象（即容器对象）的使用具有一致性

组合模式优点：

可以清楚地定义分层次的复杂对象，表示对象的全部或部分层次，让客户端忽略了层次的差异，方便对整个层次结构进行控制
客户端可以一致地使用一个组合结构或其中单个对象，不必关心处理的是单个对象还是整个组合结构，简化了客户端代码
增加新的容器构件和叶子构件都很方便，符合开闭原则
为树形结构的面向对象实现提供了一种灵活的解决方案

组合模式缺点：在增加新构件时很难对容器中的构件类型进行限制

组合模式适用场景：

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，客户端可以一致地对待它们
在一个使用面向对象语言开发的系统中需要处理一个树形结构
在一个系统中能够分离出叶子对象和容器对象，而且它们的类型不固定，需要增加一些新的类型

组合模式包含以下角色：

Component（抽象构件）：定义组合中对象的通用接口，可以是抽象类或接口，声明了管理子对象的方法和属性。
Leaf（叶子构件）：表示组合中的叶子节点对象，不具有子对象。
Composite（容器构件）：表示组合中的容器节点对象，可以包含子对象，实现了管理子对象的方法和属性。

透明组合模式：

抽象构件Component中声明了所有用于管理成员对象的方法，包括add()、remove()，以及getChild()等方法
在客户端看来，叶子对象与容器对象所提供的方法是一致的，客户端可以一致地对待所有的对象
缺点是不够安全，因为叶子对象和容器对象在本质上是有区别的

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安全组合模式：

抽象构件Component中没有声明任何用于管理成员对象的方法，而是在Composite类中声明并实现这些方法
对于叶子对象，客户端不可能调用到这些方法
缺点是不够透明，客户端不能完全针对抽象编程，必须有区别地对待叶子构件和容器构件

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透明组合模式实现水果盘例子，其中水果盘包含了水果和子盘：

首先定义一个抽象类FruitPlateComponent，作为水果盘和水果的抽象类，其中包含了添加、删除和显示的方法：

public abstract class FruitPlateComponent {
    protected String name;

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

    public abstract void add(FruitPlateComponent component);

    public abstract void remove(FruitPlateComponent component);

    public abstract void display();
}

然后定义一个具体水果类Fruit，继承自FruitPlateComponent，实现添加、删除和显示的方法：

public class Fruit extends FruitPlateComponent {
    public Fruit(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void add(FruitPlateComponent component) {
        System.out.println("不能添加子节点");
    }

    @Override
    public void remove(FruitPlateComponent component) {
        System.out.println("不能删除子节点");
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("水果：" + name);
    }
}

再定义一个具体水果盘类FruitPlate，继承自FruitPlateComponent，实现添加、删除和显示的方法：

public class FruitPlate extends FruitPlateComponent {
    private List<FruitPlateComponent> components = new ArrayList<>();

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

    @Override
    public void add(FruitPlateComponent component) {
        components.add(component);
    }

    @Override
    public void remove(FruitPlateComponent component) {
        components.remove(component);
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("水果盘：" + name);
        for (FruitPlateComponent component : components) {
            component.display();
        }
    }
}

最后，我们可以使用组合模式来创建一个水果盘，其中包含了苹果和橘子两种水果，以及一个子盘，子盘里面包含了香蕉和草莓两种水果：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Fruit apple = new Fruit("苹果");
        Fruit orange = new Fruit("橘子");
        Fruit banana = new Fruit("香蕉");
        Fruit strawberry = new Fruit("草莓");

        FruitPlate fruitPlate1 = new FruitPlate("水果盘1");
        fruitPlate1.add(apple);
        fruitPlate1.add(orange);

        FruitPlate fruitPlate2 = new FruitPlate("水果盘2");
        fruitPlate2.add(banana);
        fruitPlate2.add(strawberry);

        FruitPlate fruitPlate = new FruitPlate("水果盘");
        fruitPlate.add(fruitPlate1);
        fruitPlate.add(fruitPlate2);

        fruitPlate.display();
    }
}

输出结果如下：

水果盘：水果盘
水果盘：水果盘1
水果：苹果
水果：橘子
水果盘：水果盘2
水果：香蕉
水果：草莓

本文作者： zzr
本文链接： http://zzruei.github.io/2023/044380da32.html
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