Java设计模式之组合模式(Composite模式)介绍_java

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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。


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。


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:

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。

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:

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:

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

我们在ForumThread看到如下代码:

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。

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