设计模式8——组合模式(结构型模式)
本文在书写过程中参考了以下文章及《大话设计模式》:
https://www.cnblogs.com/snaildev/p/7647190.html
https://www.cnblogs.com/lfxiao/p/6816026.html
https://blog.****.net/CYL926/article/details/79134640
组合模式的概念
组合模式(Composite Pattern)也称为部分整体模式(Part-Whole Pattern),结构型模式之一。
组合模式的关键是定义了一个抽象构件类,它既可以代表叶子,又可以代表容器,而客户端针对该抽象构件类进行编程,无须知道它到底表示的是叶子还是容器,可以对其进行统一处理。
Android 中 View 和 ViewGroup 的实现就应用了组合模式。
UML
在组合模式结构图中包含如下几个角色:
● Component(抽象构件):它可以是接口或抽象类,为叶子构件和容器构件对象声明接口,在该角色中可以包含所有子类共有行为的声明和实现。在抽象构件中定义了访问及管理它的子构件的方法,如增加子构件、删除子构件、获取子构件等。
● Leaf(叶子构件):它在组合结构中表示叶子节点对象,叶子节点没有子节点,它实现了在抽象构件中定义的行为。对于那些访问及管理子构件的方法,可以通过异常等方式进行处理。
● Composite(容器构件):它在组合结构中表示容器节点对象,容器节点包含子节点,其子节点可以是叶子节点,也可以是容器节点,它提供一个集合用于存储子节点,实现了在抽象构件中定义的行为,包括那些访问及管理子构件的方法,在其业务方法中可以递归调用其子节点的业务方法。
代码实现
对于组合模式中的抽象构件角色,其典型代码如下所示:
abstract class Component {
public abstract void add(Component c); //增加成员
public abstract void remove(Component c); //删除成员
public abstract void doSomething(); //业务方法
}
如果继承抽象构件的是叶子构件,则其典型代码如下所示:
class Leaf extends Component {
public Leaf(String name){
super(name);
}
public void add(Component c) {
//异常处理或错误提示
}
public void remove(Component c) {
//异常处理或错误提示
}
public void doSomething() {
//叶子构件具体业务方法的实现
}
}
如果继承抽象构件的是容器构件,则其典型代码如下所示
class Composite extends Component {
public Composite(String name){
super(name);
}
private List<Component> list = new ArrayList<Component>();
public void add(Component c) {
list.add(c);
}
public void remove(Component c) {
list.remove(c);
}
public void doSomething() {
//容器构件具体业务方法的实现
//递归调用成员构件的业务方法
for(Object obj:list) {
((Component)obj).operation();
}
}
}
在容器构件中实现了在抽象构件中声明的所有方法,既包括业务方法,也包括用于访问和管理成员子构件的方法,如add()、remove()等方法。需要注意的是在实现具体业务方法时,由于容器构件充当的是容器角色,包含成员构件,因此它将调用其成员构件的业务方法。
static void Main(string[] args)
{
// 生成树根,并为其增加两个叶子节点
Composite.Composite root = new Composite("Root");
root.Add(new Leaf("Leaf A in Root"));
root.Add(new Leaf("Leaf B in Root"));
// 为根增加两个枝节点
Composite.Composite branchX = new Composite.Composite("Branch X in Root");
Composite.Composite branchY = new Composite.Composite("Branch Y in Root");
root.Add(branchX);
root.Add(branchY);
// 为BranchX增加页节点
branchX.Add(new Leaf("Leaf A in Branch X"));
// 为BranchX增加枝节点
Composite.Composite branchZ = new Composite.Composite("Branch Z in Branch X");
branchX.Add(branchZ);
// 为BranchY增加叶节点
branchY.Add(new Leaf("Leaf in Branch Y"));
// 为BranchZ增加叶节点
branchZ.Add(new Leaf("Leaf in Branch Z"));
// 显示树
root.doSomething();
}
适用场景
在以下情况下可以考虑使用组合模式:
(1) 在具有整体和部分的层次结构中,希望通过一种方式忽略整体与部分的差异,客户端可以一致地对待它们。
(2) 在一个使用面向对象语言开发的系统中需要处理一个树形结构。
(3) 在一个系统中能够分离出叶子对象和容器对象,而且它们的类型不固定,需要增加一些新的类型。