Java设计模式-组合模式(Composite Pattern)
目录
- 什么是组合模式
- 组合模式的2种类型
- JavaSE组合模式的应用
- Struts2组合模式的应用
“将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。”
一、什么是组合模式
组合模式又成为整体-部分模式，它是将对象组合成树状结构的层次结构的模式，大家想一下大学学习的二叉树就能理解了，有树枝节点与叶子节点，例如下面的图，是不是很容易理解了
树枝和叶子的区别是是否有子节点，树枝中应该知道自己有哪些子节点，这种形式涉及到三个角色：
- **抽象构件(Component)角色：**这是一个抽象角色，它给参加组合的对象定义出公共的接口及其默认行为，可以用来管理所有的子对象。组合对象通常把它所包含的子对象当做类型为
Component的对象。在安全式的组合模式里，构建角色并不定义出管理子对象的方法，这一定义由树枝构件对象给出。 - **树叶构件(Leaf)角色：**树叶对象没有下级子对象的对象，定义出参加组合的原始对象的行为。
- **树枝构件(Composite)角色：**代表参加组合的有下级子对象的对象。树枝构件类给出所有的管理子对象的方法，如
add()、remove()、以及getChild()等。
二、组合模式的2种类型
上面提到树枝和叶子的区别是是否有子节点，而如何管理子节点将是他们的区别，是让叶子和树枝都有管理子节点的能力，还是只让树枝有管理子节点的能力，这种理念的区别造成组合模式有2种：
- 安全式组合模式：安全模式的组合模式要求管理子节点的方法只出现在树枝构件类中，而不出现在树叶构件类中
- 透明式组合模式：透明式的组合模式要求所有的具体构建类，不论树枝构件还是树叶构件，均符合一个固定接口
第一张图是安全模式，第二张是透明模式；透明模式的Leaf类的printStruct()是空方法或者接近空方法的简单实现。
为什么叫安全模式呢？是从客户端角度看是否安全，因为叶子对象和容器对象在本质上是有区别的，叶子对象不可能有下一个层次的对象，即不可能包含成员对象，因此为其提供 add()、remove() 等方法是没有意义的，这在编译阶段不会出错，但在运行阶段如果调用这些方法可能会出错（如果没有提供相应的错误处理代码）
透明模式是Component生命力所有的方法，哪怕Leaf不会用到getChild，同样也需要实现，对所有子类方法都是很透明的，所以叫透明模式。
两种模式各有优点，安全模式不会出现误操作，减少未知问题；透明模式对客户端透明，无需关心类型，以统一的方式操作，更加符合组合模式的定义：【用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性】
用哪种模式都可以，我们以安全模式举例，先看下UML图
代码如下
package org.CompositePattern.version1;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* 树枝与树叶的抽象类
*/
abstract class Component{
private String name;
private String position;
private int salary;
public Component(String name, String position, int salary){
this.name = name;
this.position = position;
this.salary = salary;
}
public String getInfo(){
String res = "姓名：" + this.name + "，" + "职位：" + this.position + "，" + "薪水：" + this.salary;
System.out.println(res);
return res;
}
}
class Leaf extends Component{
public Leaf(String name, String position, int salary) {
super(name, position, salary);
}
}
/**
* 树枝类，也就是节点类，内部有添加树叶，获取树叶信息的方法
*/
class Branch extends Component{
List<Component> staffList = new ArrayList<>();
public Branch(String name, String position, int salary) {
super(name, position, salary);
}
public void addStaff(Component component){
this.staffList.add(component);
}
public List<Component> getStaffs(){
for (Component com:this.staffList ) {
com.getInfo();
// 如果是树枝，则获取树枝下的叶子
if (com instanceof Branch){
((Branch) com).getStaffs();
}
}
return this.staffList;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Branch ceo = init();
// CEO要知道自己所有员工的信息
ceo.getStaffs();
}
// 准备数据，一般来自数据库
public static Branch init(){
Leaf zhangsan = new Leaf("张三","员工",6000);
Leaf lisi = new Leaf("李四","员工",5000);
Leaf wangwu = new Leaf("王五","员工",4000);
Branch dev = new Branch("张明","研发部领导",20000);
dev.addStaff(zhangsan);
dev.addStaff(lisi);
dev.addStaff(wangwu);
Leaf liuning = new Leaf("刘宁","员工",6000);
Branch sell = new Branch("王伟","销售部领导",20000);
sell.addStaff(liuning);
Branch ceo = new Branch("陈真","CEO",60000);
ceo.addStaff(dev);
ceo.addStaff(sell);
return ceo;
}
}
// 运行结果
姓名：张明，职位：研发部领导，薪水：20000
姓名：张三，职位：员工，薪水：6000
姓名：李四，职位：员工，薪水：5000
姓名：王五，职位：员工，薪水：4000
姓名：王伟，职位：销售部领导，薪水：20000
姓名：刘宁，职位：员工，薪水：6000
三、JavaSE组合模式的应用
HashMap使用了组合模式，分析下类的关系
- **抽象构件(Component)角色：**Map
- **树叶构件(Leaf)角色：**Node
- **树枝构件(Composite)角色：**HashMap
HashMap是一个树枝构件，定义了数据的存储方式，内部定义了静态内部类的数组Node<K,V>[] tab，用于存储数据，HashMap有如下方法
- put，加入一个叶子节点
- remove，删除一个叶子节点
- get，获取一个节点信息
看个案例
package org.CompositePattern.version2;
import java.util.HashMap;
class People{
private String name;
private int age;
public People(String name, int age){
this.name = name;
this.age = age;
}
}
public class TestHashMap {
public static void main(String[] args) {
HashMap ceo = new HashMap();
// 开发部
HashMap dev = new HashMap();
dev.put("zhangsan",new People("zhangsan",20));
dev.put("lisi",new People("lisi",20));
// 销售部
HashMap sell = new HashMap();
sell.put("zhangsan",new People("zhangsan",20));
sell.put("lisi",new People("lisi",20));
//老板管2个部门
ceo.put("dev",dev);
ceo.put("sell",sell);
}
}
HashMap维护了和前面案例类似的组织架构
四、Struts2组合模式的应用
暂时没发现，如果读者有发现，还请私信我添加，谢谢
