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设计模式-结构型模式-组合模式

news 来源：原创 2024/9/20 11:58:36

1.组合模式的定义

将对象组合成树形结构以表示整个部分的层次结构，组合模式可以让用户统一对待单个对象和对象的组合；其更像是一种数据结构和算法的抽象，其中数据可以表示成树这种数据结构，业务需求可以通过在树上的递归遍历算法来实现；

1.1 组合模式优缺点

优点

组合模式可以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，它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。
客户端可以一致地使用一个组合结构或其中单个对象，不必关心处理的是单个对象还是整个组合结构，简化了客户端代码。
在组合模式中增加新的树枝节点和叶子节点都很方便，无须对现有类库进行任何修改，符合“开闭原则”。
组合模式为树形结构的面向对象实现提供了一种灵活的解决方案，通过叶子节点和树枝节点的递归组合，可以形成复杂的树形结构，但对树形结构的控制却非常简单。

缺点

使用组合模式的前提在于，你的业务场景必须能够表示成树形结构。所以，组合模式的应用场景也比较局限，它并不是一种很常用的设计模式。

1.2 组合模式的使用场景

处理一个树形结构，比如，公司人员组织架构、订单信息等；
跨越多个层次结构聚合数据，比如，统计文件夹下文件总数；
统一处理一个结构中的多个对象，比如，遍历文件夹下所有 XML 类型文件内容。

2.组合模式原理

抽象根节点（Component）：定义系统各层次对象的共有方法和属性，可以预先定义一些默认行为和属性；
树枝节点（Composite）：定义树枝节点的行为，存储子节点，组合树枝节点和叶子节点形成一个树形结构；
叶子节点（Leaf）：叶子节点对象，没有子节点，是系统层次遍历的最小单位；

3.组合模式的实现

【实例】

列出某一目录下所有的文件和文件夹

【代码】

Entry类，抽象类，用来定义File类与Directory类的共性内容

public abstract class Entry {public abstract String getName(); //获取文件名public abstract int getSize(); //获取文件大小//添加文件夹或文件public abstract Entry add(Entry entry);//显示指定目录下的所有信息public abstract void printList(String prefix);@Overridepublic String toString() {return getName() + "(" +getSize() + ")";}
}

File类，叶子节点，表示文件

public class File extends Entry {private String name; //文件名private int size; //文件大小public File(String name, int size) {this.name = name;this.size = size;}@Overridepublic String getName() {return name;}@Overridepublic int getSize() {return size;}@Overridepublic Entry add(Entry entry) {return null;}@Overridepublic void printList(String prefix) {System.out.println(prefix + "/" + this);}
}

Directory类,树枝节点,表示文件

public class Directory extends Entry{//文件的名字private String name;//文件夹与文件的集合private ArrayList<Entry> directory = new ArrayList();//构造函数public Directory(String name) {this.name = name;}//获取文件名称@Overridepublic String getName() {return this.name;}/*** 获取文件大小*      1.如果entry对象是File类型,则调用getSize方法获取文件大小*      2.如果entry对象是Directory类型,会继续调用子文件夹的getSize方法,形成递归调用.*/@Overridepublic int getSize() {int size = 0;//遍历或者去文件大小for (Entry entry : directory) {size += entry.getSize();}return size;}@Overridepublic Entry add(Entry entry) {directory.add(entry);return this;}//显示目录@Overridepublic void printList(String prefix) {System.out.println("/" + this);for (Entry entry : directory) {entry.printList("/" + name);}}
}

客户端

//根节点
Directory rootDir = new Directory("root");//树枝节点
Directory binDir = new Directory("bin");
//向bin目录中添加叶子节点
binDir.add(new File("vi",10000));
binDir.add(new File("test",20000));Directory tmpDir = new Directory("tmp");Directory usrDir = new Directory("usr");
Directory mysqlDir = new Directory("mysql");
mysqlDir.add(new File("my.cnf",30));
mysqlDir.add(new File("test.db",25000));
usrDir.add(mysqlDir);rootDir.add(binDir);
rootDir.add(tmpDir);
rootDir.add(mysqlDir);rootDir.printList("");