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Java设计模式之组合模式(Composite模式)介绍

程序员文章站 2024-03-03 17:19:10
composite定义:将对象以树形结构组织起来,以达成“部分-整体” 的层次结构,使得客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 composite比较容易理解,想到...

composite定义:将对象以树形结构组织起来,以达成“部分-整体” 的层次结构,使得客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

composite比较容易理解,想到composite就应该想到树形结构图。组合体内这些对象都有共同接口,当组合体一个对象的方法被调用执行时,composite将遍历(iterator)整个树形结构,寻找同样包含这个方法的对象并实现调用执行。可以用牵一动百来形容。

所以composite模式使用到iterator模式,和chain of responsibility模式类似。

composite好处:

1.使客户端调用简单,客户端可以一致的使用组合结构或其中单个对象,用户就不必关系自己处理的是单个对象还是整个组合结构,这就简化了客户端代码。
2.更容易在组合体内加入对象部件。客户端不必因为加入了新的对象部件而更改代码。

如何使用composite

首先定义一个接口或抽象类,这是设计模式通用方式了,其他设计模式对接口内部定义限制不多,composite却有个规定,那就是要在接口内部定义一个用于访问和管理composite组合体的对象们(或称部件component)。

下面的代码是以抽象类定义,一般尽量用接口interface。

复制代码 代码如下:

public abstract class equipment{
 private string name;
 //网络价格
 public abstract double netprice();
 //折扣价格
 public abstract double discountprice();
 //增加部件方法  
 public boolean add(equipment equipment) { return false; }
 //删除部件方法
 public boolean remove(equipment equipment) { return false; }
 //注意这里,这里就提供一种用于访问组合体类的部件方法。
 public iterator iter() { return null; }
 public equipment(final string name) { this.name=name; }
}

抽象类equipment就是component定义,代表着组合体类的对象们,equipment中定义几个共同的方法。

复制代码 代码如下:

public class disk extends equipment{
 public disk(string name) { super(name); }
 //定义disk网络价格为1
 public double netprice() { return 1.; }
 //定义了disk折扣价格是0.5 对折。
 public double discountprice() { return .5; }
}

disk是组合体内的一个对象,或称一个部件,这个部件是个单独元素( primitive)。

还有一种可能是,一个部件也是一个组合体,就是说这个部件下面还有'儿子',这是树形结构中通常的情况,应该比较容易理解。现在我们先要定义这个组合体:

复制代码 代码如下:

abstract class compositeequipment extends equipment{
 private int i=0;
 //定义一个vector 用来存放'儿子'
 private lsit equipment=new arraylist();
 public compositeequipment(string name) { super(name); }
 public boolean add(equipment equipment) {
  this.equipment.add(equipment);
  return true;
 }
 public double netprice(){
  double netprice=0.;
  iterator iter=equipment.iterator();
  for(iter.hasnext())
   netprice+=((equipment)iter.next()).netprice();
  return netprice;
 }
 public double discountprice(){
  double discountprice=0.;
  iterator iter=equipment.iterator();
  for(iter.hasnext())
   discountprice+=((equipment)iter.next()).discountprice();
  return discountprice;
 }
 //注意这里,这里就提供用于访问自己组合体内的部件方法。
 //上面disk 之所以没有,是因为disk是个单独(primitive)的元素.
 public iterator iter(){
  return equipment.iterator() ;
    }
    //重载iterator方法
 public boolean hasnext() { return i<equipment.size(); }
 //重载iterator方法
 public object next(){
  if(hasnext())
   return equipment.elementat(i++);
  else
     throw new nosuchelementexception();
 }
}

上面compositeequipment继承了equipment,同时为自己里面的对象们提供了外部访问的方法,重载了iterator,iterator是java的collection的一个接口,是iterator模式的实现。

我们再看看compositeequipment的两个具体类:盘盒chassis和箱子cabinet,箱子里面可以放很多东西,如底板,电源盒,硬盘盒等;盘盒里面可以放一些小设备,如硬盘 软驱等。无疑这两个都是属于组合体性质的。

复制代码 代码如下:

public class chassis extends compositeequipment{
 public chassis(string name) { super(name); }
 public double netprice() { return 1.+super.netprice(); }
 public double discountprice() { return .5+super.discountprice(); }
}

public class cabinet extends compositeequipment{
 public cabinet(string name) { super(name); }
 public double netprice() { return 1.+super.netprice(); }
 public double discountprice() { return .5+super.discountprice(); }
}

至此我们完成了整个composite模式的架构。

我们可以看看客户端调用composote代码:

复制代码 代码如下:

cabinet cabinet=new cabinet("tower");

chassis chassis=new chassis("pc chassis");
//将pc chassis装到tower中 (将盘盒装到箱子里)
cabinet.add(chassis);
//将一个10gb的硬盘装到 pc chassis (将硬盘装到盘盒里)
chassis.add(new disk("10 gb"));

//调用 netprice()方法;
system.out.println("netprice="+cabinet.netprice());
system.out.println("discountprice="+cabinet.discountprice());

上面调用的方法netprice()或discountprice(),实际上composite使用iterator遍历了整个树形结构,寻找同样包含这个方法的对象并实现调用执行。

composite是个很巧妙体现智慧的模式,在实际应用中,如果碰到树形结构,我们就可以尝试是否可以使用这个模式。

以论坛为例,一个版(forum)中有很多帖子(message),这些帖子有原始贴,有对原始贴的回应贴,是个典型的树形结构,那么当然可以使用composite模式,那么我们进入jive中看看,是如何实现的.

jive解剖
在jive中 forumthread是forummessages的容器container(组合体)。也就是说,forumthread类似我们上例中的 compositeequipment.它和messages的关系如下所示:

复制代码 代码如下:

[thread]
   |- [message]
   |- [message]
      |- [message]
      |- [message]
         |- [message]

我们在forumthread看到如下代码:
复制代码 代码如下:

public interface forumthread {
 ....
 public void addmessage(forummessage parentmessage, forummessage newmessage)
   throws unauthorizedexception;
 public void deletemessage(forummessage message)
   throws unauthorizedexception;
 public iterator messages();
 ....
}

类似compositeequipment,提供用于访问自己组合体内的部件方法:增加、删除、遍历。

结合我的其他模式中对jive的分析,我们已经基本大体理解了jive论坛体系的框架,如果你之前不理解设计模式,而直接去看jive源代码,你肯定无法看懂。