组合模式(Composite Pattern) 是一种结构型设计模式,它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。
特点
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表示整体与部分:组合模式允许你将对象组合成树形结构来表示"部分-整体"的层次结构。这使得用户可以一致地对待单个对象和组合对象。
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递归结构:组合模式采用递归的方式来定义对象的结构,使得每个对象都可以具有子对象,而子对象本身又可以是一个组合对象。
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客户端透明性:客户端代码与单个对象和组合对象进行交互时,无需区分它们之间的差别。客户端代码可以统一地调用组合结构中的所有对象。
角色
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Component(抽象构件):定义了所有对象(包括叶子对象和容器对象)的公共接口,以及用于访问及管理子对象的接口。
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Leaf(叶子构件):实现了Component接口,是组合中的叶子节点对象,叶子节点没有子节点。
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Composite(容器构件):实现了Component接口,是容纳叶子节点和容器节点的容器对象,可以递归地包含其他容器对象和叶子对象。
适用场景
- 当你想表示对象的部分-整体的层次结构时。
- 当你希望用户忽略组合对象与单个对象的不同,用户将统一地使用组合结构中的所有对象时。
- 当你需要遍历组合结构中的对象,而无需关心对象的具体类型时(即用户无需关心到底是处理一个叶子节点还是处理一个容器节点)。
示例
以下是一个简单的组合模式示例,展示了文件夹和文件的层次结构:
java
// 抽象构件
interface Component {
void operation();
void add(Component component);
void remove(Component component);
Component getChild(int index);
}
// 叶子构件
class Leaf implements Component {
private String name;
public Leaf(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void operation() {
System.out.println("File " + name + " is operated.");
}
// 叶子节点没有子节点,所以以下方法为空实现
@Override
public void add(Component component) {
throw new UnsupportedOperationException("Cannot add to a leaf");
}
@Override
public void remove(Component component) {
throw new UnsupportedOperationException("Cannot remove from a leaf");
}
@Override
public Component getChild(int index) {
throw new UnsupportedOperationException("Cannot get child from a leaf");
}
}
// 容器构件
class Composite implements Component {
private List<Component> children = new ArrayList<>();
@Override
public void operation() {
for (Component child : children) {
child.operation();
}
}
@Override
public void add(Component component) {
children.add(component);
}
@Override
public void remove(Component component) {
children.remove(component);
}
@Override
public Component getChild(int index) {
return children.get(index);
}
}
// 客户端代码
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Component root = new Composite();
Component folder1 = new Composite();
Component folder2 = new Composite();
Component file1 = new Leaf("file1.txt");
Component file2 = new Leaf("file2.txt");
folder1.add(file1);
folder2.add(file2);
root.add(folder1);
root.add(folder2);
root.operation(); // 操作文件夹及其下的文件
}
}
在上面的示例中,我们定义了Component
接口作为抽象构件,Leaf
类作为叶子构件,Composite
类作为容器构件。客户端代码创建了一个包含文件夹和文件的组合结构,并调用operation
方法对整个结构进行操作。