組合模式


組合模式(Composite Pattern),又叫部分整體模式,是用來把一組相似的物件當作單一的物件。組合模式依據樹狀結構來組合對象,用來表示部分以及整體層次。這種類型的設計模式屬於結構型模式,它創建了物件群組的樹狀結構。

這種模式創建了一個包含自己物件群組的類別。該類別提供了修改相同物件組的方式。

我們透過下面的實例來示範組合模式的用法。實例示範了一個組織中員工的層次結構。

介紹

意圖:將物件組合成樹狀結構以表示"部分-整體"的層次結構。組合模式使得使用者對單一物件和組合物件的使用具有一致性。

主要解決:它在我們樹型結構的問題中,模糊了簡單元素和複雜元素的概念,客戶程式可以向處理簡單元素一樣來處理複雜元素,從而使得客戶程式與複雜元素的內部結構解耦。

何時使用:1、您想表示物件的部分-整體層次結構(樹狀結構)。 2、您希望使用者忽略組合物件與單一物件的不同,使用者將統一地使用組合結構中的所有物件。

如何解決:樹枝和葉子實作統一接口,樹枝內部組合該接口。

關鍵程式碼:樹枝內部組合該接口,並且含有內部屬性 List,在裡面放 Component。

應用實例:1、算術運算式包含運算元、運算子和另一個運算元,其中,另一個運算子也可以是操作樹、運算子和另一個運算子數。 2.在 JAVA AWT 和 SWING 中,對於 Button 和 Checkbox 是樹葉,Container 是樹枝。

優點:1、高層模組呼叫簡單。 2.節點自由增加。

缺點:在使用組合模式時,其葉子和樹枝的宣告都是實作類,而不是接口,違反了依賴倒置原則。

使用場景:部分、整體場景,如樹狀選單,檔案、資料夾的管理。

注意事項:定義時為具體類別。

實作

我們有一個類別 Employee,該類別被當作組合模型類別。 CompositePatternDemo,我們的示範類別使用 Employee 類別來新增部門層次結構,並列印所有員工。

composite_pattern_uml_diagram.jpg

步驟 1

建立 Employee 類,該類別帶有 Employee 物件的清單。

Employee.java

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

public class Employee {
   private String name;
   private String dept;
   private int salary;
   private List<Employee> subordinates;

   //构造函数
   public Employee(String name,String dept, int sal) {
      this.name = name;
      this.dept = dept;
      this.salary = sal;
      subordinates = new ArrayList<Employee>();
   }

   public void add(Employee e) {
      subordinates.add(e);
   }

   public void remove(Employee e) {
      subordinates.remove(e);
   }

   public List<Employee> getSubordinates(){
     return subordinates;
   }

   public String toString(){
      return ("Employee :[ Name : "+ name 
      +", dept : "+ dept + ", salary :"
      + salary+" ]");
   }   
}

步驟 2

使用 Employee 類別來建立和列印員工的層次結構。

CompositePatternDemo.java

public class CompositePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Employee CEO = new Employee("John","CEO", 30000);

      Employee headSales = new Employee("Robert","Head Sales", 20000);

      Employee headMarketing = new Employee("Michel","Head Marketing", 20000);

      Employee clerk1 = new Employee("Laura","Marketing", 10000);
      Employee clerk2 = new Employee("Bob","Marketing", 10000);

      Employee salesExecutive1 = new Employee("Richard","Sales", 10000);
      Employee salesExecutive2 = new Employee("Rob","Sales", 10000);

      CEO.add(headSales);
      CEO.add(headMarketing);

      headSales.add(salesExecutive1);
      headSales.add(salesExecutive2);

      headMarketing.add(clerk1);
      headMarketing.add(clerk2);

      //打印该组织的所有员工
      System.out.println(CEO); 
      for (Employee headEmployee : CEO.getSubordinates()) {
         System.out.println(headEmployee);
         for (Employee employee : headEmployee.getSubordinates()) {
            System.out.println(employee);
         }
      }		
   }
}

步驟 3

驗證輸出。

Employee :[ Name : John, dept : CEO, salary :30000 ]
Employee :[ Name : Robert, dept : Head Sales, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Richard, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Rob, dept : Sales, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Michel, dept : Head Marketing, salary :20000 ]
Employee :[ Name : Laura, dept : Marketing, salary :10000 ]
Employee :[ Name : Bob, dept : Marketing, salary :10000 ]