设计模式 之 —— 组合模式

目录

什么是组合模式？

定义

特点

结构

组合模式（java代码示例）

首先定义接口 

定义叶节点（Leaf类）

定义容器节点（Composite类）

测试类：

树形图

运行结果：

组合模式的优缺点

优点：

缺点：

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什么是组合模式？

定义

组合模式（Composite Pattern），又叫部分整体模式，是用于把一组相似的对象当作一个单一的对象。组合模式依据树形结构来组合对象，用来表示部分以及整体层次。这种类型的设计模式属于结构型模式，它创建了对象组的树形结构。

特点

树状层次结构：可以形成一个树的层次结构，很好地反映部分-整体的关系

单一接口：组合模式为所有的组件(叶子或容器)定义了一个统一的接口

动态组合：客户端可以在运行时动态地添加或删除组件(叶子或容器)

结构

• Component接口：定义了所有对象必须实现的操作。
• Leaf类：实现Component接口，代表树中的叶子节点。
• Composite类：同样实现Component接口，并包含其他Component对象的集合。

组合模式（java代码示例）

首先定义接口 

interface Component {
    //定义了所有对象必须实现的操作
    void operation();
}

定义叶节点（Leaf类）

// 叶节点
class Leaf implements Component {
    private String name;

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

    public void operation() {
        System.out.println("叶节点 " + name + " 执行操作");
    }
}

（实现Component接口）

定义容器节点（Composite类）

// 容器节点
class Composite implements Component {
    private String name;
    private List<Component> children = new ArrayList<>();

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

    public void add(Component component) {
        children.add(component);
    }

    public void remove(Component component) {
        children.remove(component);
    }

    public void operation() {
        System.out.println("容器节点 "+ name +" 执行操作：");

        for (Component component : children) {
            component.operation();
        }
    }
}

（实现Component接口）

测试类：

//测试类
public class CompositePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建叶节点
        Component leaf1 = new Leaf("Leaf 1");
        Component leaf2 = new Leaf("Leaf 2");

        // 创建容器节点
        Composite composite = new Composite("总容器");
        //把叶子节点添加到容器节点（也可把其它容器添加到容器节点）
        composite.add(leaf1);
        composite.add(leaf2);

        Component leaf3 = new Leaf("Leaf 3");
        Component leaf4 = new Leaf("Leaf 4");
        Composite composite2 = new Composite("小容器");
        composite2.add(leaf3);
        composite2.add(leaf4);
        composite.add(composite2);

        //composite.remove(composite2);//移除

        // 执行操作
        composite.operation();
    }
}

树形图

我写的上述代码的树形结构图如下：

运行结果：

组合模式的优缺点

优点：

客户端可以一致地处理单个对象和组合对象,不需要关心它们的具体类型（简化了客户端代码的编写和维护）

可以很容易地向树状结构中添加新的组件，而不需要修改现有的代码（提高了系统的灵活性和可扩展性）

部分-整体层次结构：更容易反映现实中事物的自然层次（有助于开发更加贴近现实的系统）

客户端不需要关心对象的组合结构，可以直接调用方法来操作树状结构中的元素（降低了客户端的复杂性）

缺点：

增加了设计的复杂度（组合模式需要引入许多新的类，如抽象构件、叶子和容器）

可能限制组件的类型：组合模式要求组件和叶子节点具有相同的接口，这可能会限制组件的类型（例如，所有的组件都必须实现相同的操作，即使某些组件并不需要这些操作）

对于复杂的树状结构，遍历操作的复杂度会较高。

组合模式的一个优点和缺点都是透明性：客户端不需要知道它是在处理单个对象（Leaf）还是组合对象（Composite）
但是，这种透明性也可能带来问题：客户端无法区分单个对象和组合对象，可能会导致误用或错误使用。