组合模式


       咱们对于这个图片确定会很是熟悉,这两幅图片咱们均可以看作是一个文件结构,对于这样的结构咱们称之为树形结构。在数据结构中咱们了解到能够经过调用某个方法来遍历整个树,当咱们找到某个叶子节点后,就能够对叶子节点进行相关的操做。咱们能够将这颗树理解成一个大的容器,容器里面包含不少的成员对象,这些成员对象便可是容器对象也能够是叶子对象。可是因为容器对象和叶子对象在功能上面的区别,使得咱们在使用的过程当中必需要区分容器对象和叶子对象,可是这样就会给客户带来没必要要的麻烦,做为客户而已,它始终但愿可以一致的对待容器对象和叶子对象。这就是组合模式的设计动机:组合模式定义了如何将容器对象和叶子对象进行递归组合,使得客户在使用的过程当中无须进行区分,能够对他们进行一致的处理。java

       1、 模式定义

       组合模式组合多个对象造成树形结构以表示“总体-部分”的结构层次。编程

       组合模式对单个对象(叶子对象)和组合对象(组合对象)具备一致性,它将对象组织到树结构中,能够用来描述总体与部分的关系。同时它也模糊了简单元素(叶子对象)和复杂元素(容器对象)的概念,使得客户可以像处理简单元素同样来处理复杂元素,从而使客户程序可以与复杂元素的内部结构解耦。数据结构

       上面的图展现了计算机的文件系统,文件系统由文件和目录组成,目录下面也能够包含文件或者目录,计算机的文件系统是用递归结构来进行组织的,对于这样的数据结构是很是适用使用组合模式的。ide

       在使用组合模式中须要注意一点也是组合模式最关键的地方:叶子对象和组合对象实现相同的接口。这就是组合模式可以将叶子节点和对象节点进行一致处理的缘由。this

2、 模式结构


       组合模式主要包含以下几个角色:spa

       1.Component :组合中的对象声明接口,在适当的状况下,实现全部类共有接口的默认行为。声明一个接口用于访问和管理Component子部件。 
       2.Leaf:叶子对象。叶子结点没有子结点。 
       3.Composite:容器对象,定义有枝节点行为,用来存储子部件,在Component接口中实现与子部件有关操做,如增长(add)和删除(remove)等。
.net

       从模式结构中咱们看出了叶子节点和容器对象都实现Component接口,这也是可以将叶子对象和容器对象一致对待的关键所在。设计

       3、 模式实现

       在文件系统中,可能存在不少种格式的文件,若是图片,文本文件、视频文件等等,这些不一样的格式文件的浏览方式都不一样,同时对文件夹的浏览就是对文件夹中文件的浏览,可是对于客户而言都是浏览文件,二者之间不存在什么差异,如今只用组合模式来模拟浏览文件。UML结构图:orm


       首先是文件类:File.java视频

[java] view plaincopyprint?

  1. public abstract class File {  

  2.     String name;  

  3.       

  4.     public File(String name){  

  5.         this.name = name;  

  6.     }  

  7.       

  8.     public String getName() {  

  9.         return name;  

  10.     }  

  11.   

  12.     public void setName(String name) {  

  13.         this.name = name;  

  14.     }  

  15.   

  16.     public abstract void display();  

  17. }  


       而后是文件夹类:Folder.java,该类包含对文件的增长、删除和浏览三个方法

[java] view plaincopyprint?

  1. public class Folder extends File{  

  2.     private List<File> files;  

  3.       

  4.     public Folder(String name){  

  5.         super(name);  

  6.         files = new ArrayList<File>();  

  7.     }  

  8.       

  9.     /** 

  10.      * 浏览文件夹中的文件 

  11.      */  

  12.     public void display() {  

  13.         for(File file : files){  

  14.             file.display();  

  15.         }  

  16.     }  

  17.       

  18.     /** 

  19.      * @desc 向文件夹中添加文件 

  20.      * @param file 

  21.      * @return void 

  22.      */  

  23.     public void add(File file){  

  24.         files.add(file);  

  25.     }  

  26.       

  27.     /** 

  28.      * @desc 从文件夹中删除文件 

  29.      * @param file 

  30.      * @return void 

  31.      */  

  32.     public void remove(File file){  

  33.         files.remove(file);  

  34.     }  

  35. }  



       而后是三个文件类:TextFile.java、ImageFile.java、VideoFile.java

       TextFile.java

[java] view plaincopyprint?

  1. public class TextFile extends File{  

  2.   

  3.     public TextFile(String name) {  

  4.         super(name);  

  5.     }  

  6.   

  7.     public void display() {  

  8.         System.out.println("这是文本文件,文件名:" + super.getName());  

  9.     }  

  10.       

  11. }  


       ImageFile.java

[java] view plaincopyprint?

  1. public class ImagerFile extends File{  

  2.   

  3.     public ImagerFile(String name) {  

  4.         super(name);  

  5.     }  

  6.   

  7.     public void display() {  

  8.         System.out.println("这是图像文件,文件名:" + super.getName());  

  9.     }  

  10.   

  11. }  


       VideoFile.java

[java] view plaincopyprint?

  1. public class VideoFile extends File{  

  2.   

  3.     public VideoFile(String name) {  

  4.         super(name);  

  5.     }  

  6.   

  7.     public void display() {  

  8.         System.out.println("这是影像文件,文件名:" + super.getName());  

  9.     }  

  10.   

  11. }  


       最后是客户端

[java] view plaincopyprint?

  1. public class Client {  

  2.     public static void main(String[] args) {  

  3.         /** 

  4.          * 咱们先创建一个这样的文件系统 

  5.          *                  总文件 

  6.          *                   

  7.          *   a.txt    b.jpg                   c文件夹               

  8.          *                      c_1.text  c_1.rmvb    c_1.jpg    

  9.          *                                                        

  10.          */   

  11.         //总文件夹  

  12.         Folder zwjj = new Folder("总文件夹");  

  13.         //向总文件夹中放入三个文件:1.txt、2.jpg、1文件夹  

  14.         TextFile aText= new TextFile("a.txt");  

  15.         ImagerFile bImager = new ImagerFile("b.jpg");  

  16.         Folder cFolder = new Folder("C文件夹");  

  17.           

  18.         zwjj.add(aText);  

  19.         zwjj.add(bImager);  

  20.         zwjj.add(cFolder);  

  21.           

  22.         //向C文件夹中添加文件:c_1.txt、c_1.rmvb、c_1.jpg   

  23.         TextFile cText = new TextFile("c_1.txt");  

  24.         ImagerFile cImage = new ImagerFile("c_1.jpg");  

  25.         VideoFile cVideo = new VideoFile("c_1.rmvb");  

  26.           

  27.         cFolder.add(cText);  

  28.         cFolder.add(cImage);  

  29.         cFolder.add(cVideo);  

  30.           

  31.         //遍历C文件夹  

  32.         cFolder.display();  

  33.         //将c_1.txt删除  

  34.         cFolder.remove(cText);  

  35.         System.out.println("-----------------------");  

  36.         cFolder.display();  

  37.     }  

  38. }  


       运行结果


       4、 模式优缺点

       优势

       一、能够清楚地定义分层次的复杂对象,表示对象的所有或部分层次,使得增长新构件也更容易。

       二、客户端调用简单,客户端能够一致的使用组合结构或其中单个对象。

       三、定义了包含叶子对象和容器对象的类层次结构,叶子对象能够被组合成更复杂的容器对象,而这个容器对象又能够被组合,这样不断递归下去,能够造成复杂的树形结构。

       四、更容易在组合体内加入对象构件,客户端没必要由于加入了新的对象构件而更改原有代码。

       缺点

       一、使设计变得更加抽象,对象的业务规则若是很复杂,则实现组合模式具备很大挑战性,并且不是全部的方法都与叶子对象子类都有关联

       5、 模式适用场景

       一、须要表示一个对象总体或部分层次,在具备总体和部分的层次结构中,但愿经过一种方式忽略总体与部分的差别,能够一致地对待它们。

       二、让客户可以忽略不一样对象层次的变化,客户端能够针对抽象构件编程,无须关心对象层次结构的细节。

6、 模式总结

       一、 组合模式用于将多个对象组合成树形结构以表示“总体-部分”的结构层次。组合模式对单个对象(叶子对象)和组合对象(容器对象)的使用具备一致性。

       二、 组合对象的关键在于它定义了一个抽象构建类,它既可表示叶子对象,也可表示容器对象,客户仅仅须要针对这个抽象构建进行编程,无须知道他是叶子对象仍是容器对象,都是一致对待。

       三、 组合模式虽然可以很是好地处理层次结构,也使得客户端程序变得简单,可是它也使得设计变得更加抽象,并且也很难对容器中的构件类型进行限制,这会致使在增长新的构件时会产生一些问题。

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