Java設計模式-組合模式

一、概述

組合模式，又叫部分整體模式，屬於結構型模式，它創建了對象組的屬性結構，將對象組合成樹狀結構以表示“整體-部分”的層次關係。組合模式可以不提供父對象的管理方法，但是組合模式必須在合適的地方提供子對象的管理方法，例如：add()，remove()以及getChild()等。組合模式的實現根據所實現接口的區別分爲安全式和透明式。

二、角色

抽象構件(Component)：定義參加組合對象的共有方法和屬性，可以定義一些默認的行爲或屬性

樹枝構件(Composite)：樹枝對象，用於存儲子部件，在Component接口中實現子部件的相關操作，比如增加，刪除

葉子構件(Leaf)：葉子對象，其下再也沒有其他的分支，也就是遍歷的最小單位

三、組合模式

1.安全式組合模式

安全模式的組合模式要求管理聚集的方法只出現在樹枝構件類中，而不出現樹葉構件類中

1) 抽象構件

public interface OrganizationComponent {
    void print();
}

2) 樹枝構件

// University就是Composite
public class University implements OrganizationComponent {

    private String name;

    // 存放的是College
    private List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<>();

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

    public void addChild(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.add(organizationComponent);
    }

    public void removeChild(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.remove(organizationComponent);
    }

    // 輸入University所包含的College
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("- - - -" + name + "- - - -");
        // 遍歷organizationComponents
        for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {
            organizationComponent.print();
        }
    }
}

public class College implements OrganizationComponent {

    private String name;

    // 存放的是Department
    private List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<>();

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

    public void addChild(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.add(organizationComponent);
    }

    public void removeChild(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.remove(organizationComponent);
    }

    // 輸入College所包含的Department
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("- - - -" + name + "- - - -");
        // 遍歷organizationComponents
        for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {
            organizationComponent.print();
        }
    }
}

3) 葉子構件

public class Department implements OrganizationComponent {
    private String name;

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

    public void print() {
        System.out.println(name);
    }
}

4) 使用

@Test
public void testSafeComposite() {
    // 創建學校
    University university = new University("清華大學");

    // 創建學院
    College computerCollege = new College("計算機學院");
    College infoEngineerCollege = new College("信息工程學院");

    // 創建系
    computerCollege.addChild(new Department("軟件工程"));
    computerCollege.addChild(new Department("網絡工程"));
    computerCollege.addChild(new Department("計算機科學與技術"));

    infoEngineerCollege.addChild(new Department("通信工程"));
    infoEngineerCollege.addChild(new Department("信息工程"));

    university.addChild(computerCollege);
    university.addChild(infoEngineerCollege);

    university.print();
}

2.透明式組合模式

透明式的組合模式要求所有的具體構件類，不論數構件還是樹葉構件，均符合一個固定接口

1) 抽象構件

public abstract class OrganizationComponent {
    private String name;

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

    protected void removeChild(OrganizationComponent organizationComponent) {
        // 默認實現
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

    protected void addChild(OrganizationComponent organizationComponent) {
        // 默認實現
        throw new UnsupportedOperationException();
    }

    protected abstract void print();

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

}

2) 樹枝構件

public class University extends OrganizationComponent {

    // 存放的是College
    private List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<>();

    // 構造器
    public University(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    protected void addChild(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.add(organizationComponent);
    }

    @Override
    protected void removeChild(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.remove(organizationComponent);
    }

    // 輸入University所包含的College
    @Override
    protected void print() {
        System.out.println("- - - -" + getName() + "- - - -");
        // 遍歷organizationComponents
        for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {
            organizationComponent.print();
        }
    }
}

public class College extends OrganizationComponent {

    // 存放的是Department
    private List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<>();

    // 構造器
    public College(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    protected void addChild(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.add(organizationComponent);
    }

    @Override
    protected void removeChild(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.remove(organizationComponent);
    }

    // 輸入College所包含的Department
    @Override
    protected void print() {
        System.out.println("- - - -" + getName() + "- - - -");
        // 遍歷organizationComponents
        for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {
            organizationComponent.print();
        }
    }
}

3) 葉子構件

public class Department extends OrganizationComponent {
    public Department(String name) {
        super(name);
    }

    // add,remove就不用寫了，因爲它是葉子節點
    @Override
    protected void print() {
        System.out.println(getName());
    }
}

4) 使用

@Test
public void testComposite() {
    // 創建學校
    OrganizationComponent university = new University("清華大學");

    // 創建學院
    OrganizationComponent computerCollege = new College("計算機學院");
    OrganizationComponent infoEngineerCollege = new College("信息工程學院");

    // 創建系
    computerCollege.addChild(new Department("軟件工程"));
    computerCollege.addChild(new Department("網絡工程"));
    computerCollege.addChild(new Department("計算機科學與技術"));

    infoEngineerCollege.addChild(new Department("通信工程"));
    infoEngineerCollege.addChild(new Department("信息工程"));

    university.addChild(computerCollege);
    university.addChild(infoEngineerCollege);

    university.print();
}

四、安全式與透明式

安全式組合模式：從客戶端使用組合模式上看是否安全，如果是安全的，那麼就不會發生誤操作的可能，能訪問的方法都是支持的

透明式組合模式：從客戶端使用組合模式上，是否需要區分到底是“樹枝對象”還是“樹葉對象”。如果是透明的，那就不用區分，對於客戶而言，都是Component對象，具體的類型對於客戶端而言是透明的

對於組合模式而言，在安全性和透明性上，會更看重透明性，畢竟組合模式的目的是：讓客戶端不再區分操作的是樹枝對象還是樹葉對象，而是以一個統一的方式來操作

在使用組合模式的時候，建議多采用透明式的實現方式