组合模式(Composite)
什么是组合模式
组合模式(Composite),将对象组合成树形结构以表示
部分-整体的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象
的使用具有一致性
- Component:组合中的对象声明接口，在适当情况下，实现所有类共有接口的默认行为。声明一个接口用于访问和管理Component的子部件
- Leaf:在组合中表示叶节点对象，叶节点没有子节点
- Composite: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的操作，比如增加Add和删除Remove
通过示例了解组合模式
组合模式（Composite Pattern）是一种结构型设计模式，它允许你将对象组合成树形结构，然后以统一的方式处理单个对象和组合对象。这样，客户端代码可以一致地处理个体对象和组合对象，无需知道处理的是单个对象还是组合对象。组合模式使得你能够构建复杂的、部分-整体层次结构，同时保持对对象的独立操作。
以下是一个使用Java实现的组合模式示例，我们将创建一个文件系统模型，包括文件（File）和目录（Directory）两种类型，它们共同实现了FileSystemComponent接口。
1.FileSystemComponent（组件）接口
public interface FileSystemComponent {
String getName();
void printContents(int indent);
void add(FileSystemComponent component);
void remove(FileSystemComponent component);
}
2.File（叶节点）类
public class File implements FileSystemComponent {
private String name;
// 内容
private String content;
public File(String name, String content) {
this.name = name;
this.content = content;
}
@Override
public String getName() {
return name;
}
@Override
public void printContents(int indent) {
for (int i = 0; i < indent; i++) {
System.out.print("\t");
}
System.out.println(name + " (File): " + content);
}
// 文件无法添加或删除子组件，因此实现为空方法
@Override
public void add(FileSystemComponent component) {}
@Override
public void remove(FileSystemComponent component) {}
}
3.Directory（容器节点）类
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Directory implements FileSystemComponent {
private String name;
private List<FileSystemComponent> children;
public Directory(String name) {
this.name = name;
this.children = new ArrayList<>();
}
@Override
public String getName() {
return name;
}
@Override
public void printContents(int indent) {
for (int i = 0; i < indent; i++) {
System.out.print("\t");
}
System.out.println(name + " (Directory)");
for (FileSystemComponent child : children) {
child.printContents(indent + 1);
}
}
@Override
public void add(FileSystemComponent component) {
children.add(component);
}
@Override
public void remove(FileSystemComponent component) {
children.remove(component);
}
}
4.使用示例
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Directory root = new Directory("root");
Directory documents = new Directory("Documents");
Directory pictures = new Directory("Pictures");
File readme = new File("README.txt", "This is the root directory.");
File doc1 = new File("doc1.txt", "Document 1 content");
File pic1 = new File("pic1.jpg", "Picture 1 description");
root.add(documents);
root.add(pictures);
documents.add(readme);
documents.add(doc1);
pictures.add(pic1);
System.out.println("File system structure:");
root.printContents(0);
}
}
组合模式的核心思想和优点如下：
- 部分-整体层次结构：组合模式创建了一个包含个体对象（叶节点）和组合对象（容器节点）的树形结构。在这个结构中，每个对象都有相同的接口，客户端可以通过这个接口对单个对象和组合对象进行一致的操作。
- 透明操作：客户端无需关心操作的对象是单个元素还是整个组合。例如，在上述示例中，无论是打印单个文件的内容，还是打印整个目录及其包含的所有子文件和子目录的内容，都只需调用printContents()方法。
- 递归遍历：组合对象通过递归调用其子组件的相应方法来处理请求。例如，当打印目录时，会递归地调用其所有子文件和子目录的printContents()方法。
- 易于扩展和修改：由于客户端代码与对象的结构解耦，你可以轻松地在树状结构中添加新的组件或调整现有结构，而不会影响客户端代码。
- 封装复杂性：组合模式隐藏了对象树的内部结构和复杂性，客户端只需要与FileSystemComponent接口交互，无需了解具体的实现细节。
综上所述，组合模式在处理具有部分-整体关系的层次结构时非常有用，它提供了一种灵活的方式来处理单个对象和组合对象，简化了客户端代码，同时也便于扩展和维护复杂的对象结构。
