Java设计模式 - 组合模式

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简介

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。

组合模式原理

首先先看一下组合的UML图

Compoent：抽象类或者接口，是组合对象声明的接口，实现所有类的默认行为，用于访问、管理子部件。
Leaf：组合中的叶子节点，最小的类
Composite：非叶子节点，用来操作组合对象，存储子部件。

组合模式实例

接下来用一个例子来学习组合模式，学校有学院，学院下有专业，这就是一层一层的关系，需要在一个页面中展现出那个学校有什么学院，学院下有什么专业。
来看一下例子的类图

①、定义抽象类-Component

定义属性，构造器，getset，操作方法需要默认实现，因为在叶子节点是不需要去实现的，如果定义成抽象类，子类就必须实现了。在定义一个抽象类-打印信息。

package com.lyd.demo.composite;

/**
 * @Author: lyd
 * @Description: 抽象类
 * @Date: 2022-08-30
 */
public abstract class OrganizationComponent {
    private String name;
    private String description;
    public OrganizationComponent(String name, String description) {
        this.name = name;
        this.description = description;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getDescription() {
        return description;
    }
    public void setDescription(String description) {
        this.description = description;
    }
    // 添加 - 子类不一定需要实现
    public void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    // 删除 - 子类不一定需要实现
    public void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    // 打印 - 子类必须去实现
    public abstract void print();
}

②、定义叶子类和非叶子类

大学类：非叶子，组合 院系类；定义一个数组来存放组合对象，通过重写操作方法对其进行操作。

package com.lyd.demo.compose;
import com.lyd.demo.composite.OrganizationComponent;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
 * @Author: lyd
 * @Description: 学校类 - 继承OrganizationComponent - 组合 院系类
 * @Date: 2022-08-30
 */
public class University extends OrganizationComponent {
    // 组合 College 类
    List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<OrganizationComponent>();
    public University(String name, String description) {
        super(name, description);
    }
    /**
     * 重写add
     */
    @Override
    public void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.add(organizationComponent);
    }
    /**
     * 重写remove
     */
    @Override
    public void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.add(organizationComponent);
    }
    @Override
    public String getName() {
        return super.getName();
    }
    @Override
    public String getDescription() {
        return super.getDescription();
    }
    // 打印包含学院的信息
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("< " + getName() + " >");
        // 将所有学院信息打印出来
        for (OrganizationComponent o : organizationComponents) {
            o.print();
        }
    }
}

学院类：非叶子，组合Department类，定义一个数组来存放组合对象，通过重写操作方法对其进行操作。

package com.lyd.demo.compose;
import com.lyd.demo.composite.OrganizationComponent;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
 * @Author: lyd
 * @Description: 学院类
 * @Date: 2022-08-30
 */
public class College extends OrganizationComponent {
    // 组合 Department 类
    List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<OrganizationComponent>();
    public College(String name, String description) {
        super(name, description);
    }
    /**
     * 重写add
     */
    @Override
    public void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.add(organizationComponent);
    }
    /**
     * 重写remove
     */
    @Override
    public void remove(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.add(organizationComponent);
    }
    @Override
    public String getName() {
        return super.getName();
    }
    @Override
    public String getDescription() {
        return super.getDescription();
    }
    // 打印包含学院的信息
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("< " + getName() + " >");
        // 将所有专业信息打印出来
        for (OrganizationComponent o : organizationComponents) {
            o.print();
        }
    }
}

专业类：叶子节点，没有组合的集合，所以不需要进行操作，只需要进行输出打印。

package com.lyd.demo.compose;
import com.lyd.demo.composite.OrganizationComponent;
/**
 * @Author: lyd
 * @Description: 专业类
 * @Date: 2022-08-30
 */
public class Department extends OrganizationComponent {
    // 已经没有集合了
    public Department(String name, String description) {
        super(name, description);
    }
    @Override
    public String getName() {
        return super.getName();
    }
    @Override
    public String getDescription() {
        return super.getDescription();
    }
    // 叶子节点，就不需要add和remove
    @Override
    public void print() {
        System.out.println(getName());
    }
}

③、测试

package com.lyd.demo.test;
import com.lyd.demo.compose.College;
import com.lyd.demo.compose.Department;
import com.lyd.demo.compose.University;
import com.lyd.demo.composite.OrganizationComponent;
/**
 * @Author: lyd
 * @Description: 测试
 * @Date: 2022-08-30
 */
public class ComposeTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建大学
        OrganizationComponent ZheJiangUniversity = new University("浙江大学", "人才之地");
        // 创建学院
        OrganizationComponent ComputerCollege = new College("计算机科学与技术学院", "-->计算机科学与技术学院");
        OrganizationComponent OpticalCollege = new College("光电科学与工程学院", "-->光电科学与工程学院");
        // 创建专业
        Department ComputerDepartment = new Department("计算机科学与技术", "--计算机科学与技术");
        Department SoftWareDepartment = new Department("软件工程", "--软件工程");
        Department OpticalDepartment = new Department("光电信息科学与工程", "--光电信息科学与工程");
        // 添加专业
        ComputerCollege.add(ComputerDepartment);
        ComputerCollege.add(SoftWareDepartment);
        OpticalCollege.add(OpticalDepartment);
        // 添加学院
        ZheJiangUniversity.add(ComputerCollege);
        ZheJiangUniversity.add(OpticalCollege);
        // 打印所有
        ZheJiangUniversity.print();
        System.out.println("*******************************");
        // 打印学院
        ComputerCollege.print();
        System.out.println("*******************************");
        // 打印院系
        ComputerDepartment.print();
    }
}

组合可以理解成是层层相套。
运行结果：

通俗的讲，组合模式就是将对象组合到非类中，在非子类中进行对他们的操作，有种层层相套的感觉，可以通过打断点的形式一步一步了解。

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