设计模式之组合模式

组合模式的基本介绍：

又叫部分整体模式。创建了对象组的树形结构，将对象组合成树形结构以表示"整体-部分"的层次关系。组合模式依据树形结构来组合对象，用来表示部分以及整体层次。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的访问具有一致性。即：组合能让客户以一致的方式处理个别对象以及组合对象。

组合模式主要解决的问题：当我们要处理的对象可以生成一颗树形结构，而我们需要对树上的节点或者叶子进行操作时，它可以提供一致的方式，不用考虑时节点还是叶子。 

 

有个一学校院系的展示，需求是这样，一个学校有多个学院，一个学院有多个系，如图：

 现在要求编写程序展示学校院系的结构。能够实现管理操作，对院、对系的添加，删除，遍历等。

传统方案，把这三个类之前的关系视为继承关系，如下：

 

 

这三个是继承关系。

但是学校和学院，学院和系其实是整体和部分的关系。如果是继承关系，试想一下，这样的方案很难对学院、系进行添加、删除、遍历操作。

 

 解决方案：把学校、院、系都看成是组织结构，他们之间没有继承的关系，而应该是一个树形结构，可以更好的实现管理操作--->我们引入组合模式，因为组合模式就是表示整体-部分的关系，而且是以树形结构来组合对象。

关系类图：

 

 Component: 这是组合中的对象声明接口(可以是抽象类或者接口)，实现所有类的共同的接口默认行为。如遍历、添加、删除和获取子节点等。用于访问和管理Component子部件。充当叶子或者节点。

Leaf:在组合中表示的是叶子节点，表示最后的节点，下面不会再有节点。但这个节点定义组合内元素的行为。

Composite:非叶子节点，用于存储子部件，在Component接口中实现子部件的相关操作，就是对接口具体实现。可以操作子节点和叶子，但是不具有叶子的某些行为。

 

以下用java代码具体实现下以上院校关系。

代码的类图如下：

 

 

 OrganizationComponent.java

public abstract class OrganizationComponent {
    private String name; //名字
    private String des; //说明
    protected void add(OrganizationComponent organizationComponent){
        //来一个空实现，因为叶子节点可能不需要这个方法，abstract所有的子类都需要重写其他方法同理。
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    protected void remove(OrganizationComponent organizationComponent){
        //来一个空实现，因为叶子节点可能不需要这个方法，abstract所有的子类都需要重写其他方法同理。
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    public OrganizationComponent(String name, String des) {
        super();
        this.name = name;
        this.des = des;
    }
    //这个方法是都要有的，所以直接做成抽象的。
    protected abstract void print();

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public String getDes() {
        return des;
    }

    public void setDes(String des) {
        this.des = des;
    }
}

 

University.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//大学类
public class University extends OrganizationComponent {

    List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<OrganizationComponent>();

    public University(String name, String des) {
        super(name, des);
    }

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

    @Override
    protected void print() {
        System.out.println("------------" + getName() + "--------------");
        for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {
            organizationComponent.print();
        }
    }

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

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

    @Override
    public String getDes() {
        return super.getDes();
    }
}

 

College.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//院系类
public class College extends OrganizationComponent {

    List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<OrganizationComponent>();

    public College(String name, String des) {
        super(name, des);
    }

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

    @Override
    protected void print() {
        System.out.println("------------" + getName() + "--------------");
        for (OrganizationComponent organizationComponent : organizationComponents) {
            organizationComponent.print();
        }
    }

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

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

    @Override
    public String getDes() {
        return super.getDes();
    }
}

 

Department.java

//专业类
public class Department extends OrganizationComponent{
    public Department(String name, String des) {
        super(name, des);
    }

    //叶子节点的，直接打印出来
    @Override
    protected void print() {
        System.out.println(getName());
    }

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

    @Override
    public String getDes() {
        return super.getDes();
    }
}

 

Client.java

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //从大到小，创建对象
        //创建学校
        OrganizationComponent university = new University("清华大学", "中国顶级大学");
        //创建学院
        OrganizationComponent componentCollege = new College("计算机学院", "计算机学院");
        //创建学院
        OrganizationComponent infoEngineerCollege = new College("信息工程学院", "信息工程学院");
        //创建学院下面的系
        componentCollege.add(new Department("软件工程", "软件工程"));
        componentCollege.add(new Department("网络工程", "网络工程"));
        componentCollege.add(new Department("计算机科学与技术", "计算机科学与技术"));

        //信息工厂学院加上两个专业
        infoEngineerCollege.add(new Department("通信工程", "通信工厂"));
        infoEngineerCollege.add(new Department("信息工程", "信息工程"));

        university.add(componentCollege);
        university.add(infoEngineerCollege);

        university.print();
    }
}

 

输出：

------------清华大学--------------
------------计算机学院--------------
软件工程
网络工程
计算机科学与技术
------------信息工程学院--------------
通信工程
信息工程