组合模式

发表于 2021-09-20 更新于 2022-08-19 分类于设计模式本文字数： 3.6k 阅读时长 ≈ 7 分钟

定义

将对象组合成树形结构以表示“整体-部分”的层次结构
组合模式使客户端对单个对象和组合对象保持一致的方式处理

适用场景

希望客户端可以忽略组合对象与单个对象的差异时
处理一个树形结构时

优点和缺点

优点

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
简化客户端代码
符合开闭原则

缺点

限制类型时会较为复杂
使设计变得更加抽象

结构

主要角色：
抽象构件角色：它的主要作用是为树叶构件和树枝构件声明公共接口，并实现他们的默认行为。在透明式的组合模式中抽象构件还声明访问和管理之类的接口；在安全式的组合模式中不声明访问和管理子类的接口，管理工作由树枝构件完成。（总的抽象类或接口，定义一些通用的方法，比如新增、删除）
树叶构件角色：是组合中的叶节点对象，它没有子节点，用于继承或实现抽象构件。
树枝构件角色：是组合中的分支节点对象，它有子节点，用户继承和实现抽象构件。它的主要作用是存储和管理子部件，通常包含add()、remove()、getChild()等方法。

代码实现

假设我们现在有一个文件夹，里面有若干个文件，我们现在需要用对象来存储，需要表示清楚其中的层级关系
首先创建抽象构件角色，根据业务情况，来控制方法是否是必须需要重写的，也可以使用接口

public abstract class FileComponent {
    
    protected void add(FileComponent fileComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException("无权操作添加方法");
    }

    protected void remove(FileComponent fileComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException("无权操作删除方法");
    }

    protected String getName() {
        throw new UnsupportedOperationException("无权操作获取名称方法");
    }

    protected Integer getSize() {
        throw new UnsupportedOperationException("无权操获取大小方法除方法");
    }

    protected abstract void print();

}

创建树叶构件角色，文件类，属于叶子节点，不存在删除或者添加的方法，所以我们只需要实现获取名称和大小的方法即可，另外文件本身是拥有名称和大小属性的，也可以根据实际情况将属性上提

public class FileDoc extends FileComponent {

    private String name;
    private Integer size;

    public FileDoc(String name, Integer size) {
        this.name = name;
        this.size = size;
    }

    @Override
    public String getName() {
        return this.name;
    }

    @Override
    public Integer getSize() {
        return this.size;
    }

    @Override
    protected void print() {
        System.out.println("文件的名称是：" + this.name + "   文件的大小是：" + this.size);
    }
}

树枝构件角色，文件夹类，可以存放或者删除文件，拥有名称和层级属性，文件夹本身是没有大小的，但是可以依托下面文件的大小来计算大小，所以文件夹类可以实现所有的方法

public class FolderDoc extends FileComponent {

    private final List<FileComponent> components = new ArrayList<>();

    private String name;

    private Integer level;

    public FolderDoc(String name, Integer level) {
        this.name = name;
        this.level = level;
    }

    @Override
    protected String getName() {
        return this.name;
    }

    @Override
    protected Integer getSize() {
        return components.stream().mapToInt(FileComponent::getSize).sum();
    }

    @Override
    protected void add(FileComponent fileComponent) {
        components.add(fileComponent);
    }

    @Override
    protected void remove(FileComponent fileComponent) {
        components.remove(fileComponent);
    }

    @Override
    protected void print() {
        System.out.println(this.name + "  size=" + getSize());
        for (FileComponent component : components) {
            if (this.level != null){
                for (int i = 0; i < this.level; i++) {
                    System.out.print("  ");
                }
            }
            component.print();
        }
    }
}

具体调用，我们在视频文件夹下存放了两部电影，以及一个火影忍者文件夹，文件夹下又有三集电视剧

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        FileComponent fileComponent = new FileDoc("倩女幽魂",400);
        FileComponent fileComponent1 = new FileDoc("僵尸先生",300);

        FileComponent fileComponent2 = new FolderDoc("火影忍者",2);
        FileComponent fileComponent3 = new FileDoc("火影忍者第一集",45);
        FileComponent fileComponent4 = new FileDoc("火影忍者第二集",56);
        FileComponent fileComponent5 = new FileDoc("火影忍者第三集",47);

        fileComponent2.add(fileComponent3);
        fileComponent2.add(fileComponent4);
        fileComponent2.add(fileComponent5);

        FileComponent folder = new FolderDoc("视频",1);
        folder.add(fileComponent);
        folder.add(fileComponent1);
        folder.add(fileComponent2);

        folder.print();
    }
}

输出结果

视频  size=848
  文件的名称是: 倩女幽魂   文件的大小是: 400
  文件的名称是: 僵尸先生   文件的大小是: 300
  火影忍者  size=148
    文件的名称是: 火影忍者第一集   文件的大小是: 45
    文件的名称是: 火影忍者第二集   文件的大小是: 56
    文件的名称是: 火影忍者第三集   文件的大小是: 47

定义

适用场景

优点和缺点

优点

缺点

结构

代码实现

UML类图