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​ 我们对于这个图片肯定会非常熟悉,这两幅图片我们都可以看做是一个文件结构,对于这样的结构我们称之为树形结构。在数据结构中我们了解到可以通过调用某个方法来遍历整个树,当我们找到某个叶子节点后,就可以对叶子节点进行相关的操作。我们可以将这颗树理解成一个大的容器,容器里面包含很多的成员对象,这些成员对象即可是容器对象也可以是叶子对象。但是由于容器对象和叶子对象在功能上面的区别,使得我们在使用的过程中必须要区分容器对象和叶子对象,但是这样就会给客户带来不必要的麻烦,作为客户而已,它始终希望能够一致的对待容器对象和叶子对象。这就是组合模式的设计动机:组合模式定义了如何将容器对象和叶子对象进行递归组合,使得客户在使用的过程中无须进行区分,可以对他们进行一致的处理。

一、 模式定义

​ 组合模式组合多个对象形成树形结构以表示“整体-部分”的结构层次。

​ 组合模式对单个对象(叶子对象)和组合对象(组合对象)具有一致性,它将对象组织到树结构中,可以用来描述整体与部分的关系。同时它也模糊了简单元素(叶子对象)和复杂元素(容器对象)的概念,使得客户能够像处理简单元素一样来处理复杂元素,从而使客户程序能够与复杂元素的内部结构解耦。

​ 上面的图展示了计算机的文件系统,文件系统由文件和目录组成,目录下面也可以包含文件或者目录,计算机的文件系统是用递归结构来进行组织的,对于这样的数据结构是非常适用使用组合模式的。

​ 在使用组合模式中需要注意一点也是组合模式最关键的地方:叶子对象和组合对象实现相同的接口。这就是组合模式能够将叶子节点和对象节点进行一致处理的原因。

二、 模式结构

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​ 组合模式主要包含如下几个角色:

​ 1.Component :组合中的对象声明接口,在适当的情况下,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子部件。 2.Leaf:叶子对象。叶子结点没有子结点。 3.Composite:容器对象,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操作,如增加(add)和删除(remove)等。

​ 从模式结构中我们看出了叶子节点和容器对象都实现Component接口,这也是能够将叶子对象和容器对象一致对待的关键所在。

三、 模式实现

​ 在文件系统中,可能存在很多种格式的文件,如果图片,文本文件、视频文件等等,这些不同的格式文件的浏览方式都不同,同时对文件夹的浏览就是对文件夹中文件的浏览,但是对于客户而言都是浏览文件,两者之间不存在什么差别,现在只用组合模式来模拟浏览文件。UML结构图:

222

​ 首先是文件类:File.java

public abstract class File {
String name;

public File(String name){
this.name = name;
}

public String getName() {
return name;
}

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

public abstract void display();
}

​ 然后是文件夹类:Folder.java,该类包含对文件的增加、删除和浏览三个方法

public class Folder extends File{
private List<File> files;

public Folder(String name){
super(name);
files = new ArrayList<File>();
}

/**
* 浏览文件夹中的文件
*/
public void display() {
for(File file : files){
file.display();
}
}

/**
* @desc 向文件夹中添加文件
* @param file
* @return void
*/
public void add(File file){
files.add(file);
}

/**
* @desc 从文件夹中删除文件
* @param file
* @return void
*/
public void remove(File file){
files.remove(file);
}
}

​ 然后是三个文件类:TextFile.java、ImageFile.java、VideoFile.java

​ TextFile.java

public class TextFile extends File{

public TextFile(String name) {
super(name);
}

public void display() {
System.out.println("这是文本文件,文件名:" + super.getName());
}

}

​ ImageFile.java

public class ImagerFile extends File{

public ImagerFile(String name) {
super(name);
}

public void display() {
System.out.println("这是图像文件,文件名:" + super.getName());
}

}

​ VideoFile.java

public class VideoFile extends File{

public VideoFile(String name) {
super(name);
}

public void display() {
System.out.println("这是影像文件,文件名:" + super.getName());
}

}

​ 最后是客户端

public class Client {
public static void main(String[] args) {
/**
* 我们先建立一个这样的文件系统
* 总文件
*
* a.txt b.jpg c文件夹
* c_1.text c_1.rmvb c_1.jpg
*
*/
//总文件夹
Folder zwjj = new Folder("总文件夹");
//向总文件夹中放入三个文件:1.txt、2.jpg、1文件夹
TextFile aText= new TextFile("a.txt");
ImagerFile bImager = new ImagerFile("b.jpg");
Folder cFolder = new Folder("C文件夹");

zwjj.add(aText);
zwjj.add(bImager);
zwjj.add(cFolder);

//向C文件夹中添加文件:c_1.txt、c_1.rmvb、c_1.jpg
TextFile cText = new TextFile("c_1.txt");
ImagerFile cImage = new ImagerFile("c_1.jpg");
VideoFile cVideo = new VideoFile("c_1.rmvb");

cFolder.add(cText);
cFolder.add(cImage);
cFolder.add(cVideo);

//遍历C文件夹
cFolder.display();
//将c_1.txt删除
cFolder.remove(cText);
System.out.println("-----------------------");
cFolder.display();
}
}

​ 运行结果

444444444444444444

四、 模式优缺点

优点

​ 1、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,使得增加新构件也更容易。

​ 2、客户端调用简单,客户端可以一致的使用组合结构或其中单个对象。

​ 3、定义了包含叶子对象和容器对象的类层次结构,叶子对象可以被组合成更复杂的容器对象,而这个容器对象又可以被组合,这样不断递归下去,可以形成复杂的树形结构。

​ 4、更容易在组合体内加入对象构件,客户端不必因为加入了新的对象构件而更改原有代码。

缺点

​ 1、使设计变得更加抽象,对象的业务规则如果很复杂,则实现组合模式具有很大挑战性,而且不是所有的方法都与叶子对象子类都有关联

五、 模式适用场景

​ 1、需要表示一个对象整体或部分层次,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,可以一致地对待它们。

​ 2、让客户能够忽略不同对象层次的变化,客户端可以针对抽象构件编程,无须关心对象层次结构的细节。

六、 模式总结

​ 1、 组合模式用于将多个对象组合成树形结构以表示“整体-部分”的结构层次。组合模式对单个对象(叶子对象)和组合对象(容器对象)的使用具有一致性。

​ 2、 组合对象的关键在于它定义了一个抽象构建类,它既可表示叶子对象,也可表示容器对象,客户仅仅需要针对这个抽象构建进行编程,无须知道他是叶子对象还是容器对象,都是一致对待。

​ 3、 组合模式虽然能够非常好地处理层次结构,也使得客户端程序变得简单,但是它也使得设计变得更加抽象,而且也很难对容器中的构件类型进行限制,这会导致在增加新的构件时会产生一些问题。

666. 彩蛋

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文章目录
  1. 1. 一、 模式定义
  2. 2. 二、 模式结构
  3. 3. 三、 模式实现
  4. 4. 四、 模式优缺点
  5. 5. 优点
  6. 6. 缺点
  7. 7. 五、 模式适用场景
  8. 8. 六、 模式总结
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