@(架構(gòu)之路之設(shè)計模式代碼)
設(shè)計模式之合成模式
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[TOC]
??合成模式屬于對象的結(jié)構(gòu)模式，有時又叫做“部分——整體”模式。合成模式將對象組織到樹結(jié)構(gòu)中，可以用來描述整體與部分的關(guān)系。合成模式可以使客戶端將單純元素與復(fù)合元素同等看待。
合成模式
??合成模式把部分和整體的關(guān)系用樹結(jié)構(gòu)表示出來。合成模式使得客戶端把一個個單獨(dú)的成分對象和由它們復(fù)合而成的合成對象同等看待。
??比如，一個文件系統(tǒng)就是一個典型的合成模式系統(tǒng)。下圖是常見的計算機(jī)XP文件系統(tǒng)的一部分。
??從上圖可以看出，文件系統(tǒng)是一個樹結(jié)構(gòu)，樹上長有節(jié)點(diǎn)。樹的節(jié)點(diǎn)有兩種，一種是樹枝節(jié)點(diǎn)，即目錄，有內(nèi)部樹結(jié)構(gòu)，在圖中涂有顏色；另一種是文件，即樹葉節(jié)點(diǎn)，沒有內(nèi)部樹結(jié)構(gòu)。
??顯然，可以把目錄和文件當(dāng)做同一種對象同等對待和處理，這也就是合成模式的應(yīng)用。
??合成模式可以不提供父對象的管理方法，但是合成模式必須在合適的地方提供子對象的管理方法，諸如：add()、remove()、以及getChild()等。
??合成模式的實(shí)現(xiàn)根據(jù)所實(shí)現(xiàn)接口的區(qū)別分為兩種形式，分別稱為安全式和透明式。
安全式合成模式的結(jié)構(gòu)
??安全模式的合成模式要求管理聚集的方法只出現(xiàn)在樹枝構(gòu)件類中，而不出現(xiàn)在樹葉構(gòu)件類中。
??這種形式涉及到三個角色：
● 抽象構(gòu)件(Component)角色：這是一個抽象角色，它給參加組合的對象定義出公共的接口及其默認(rèn)行為，可以用來管理所有的子對象。合成對象通常把它所包含的子對象當(dāng)做類型為Component的對象。在安全式的合成模式里，構(gòu)件角色并不定義出管理子對象的方法，這一定義由樹枝構(gòu)件對象給出。
● 樹葉構(gòu)件(Leaf)角色：樹葉對象是沒有下級子對象的對象，定義出參加組合的原始對象的行為。
● 樹枝構(gòu)件(Composite)角色：代表參加組合的有下級子對象的對象。樹枝構(gòu)件類給出所有的管理子對象的方法，如add()、remove()以及getChild()。
源代碼
安全式合成模式
??抽象構(gòu)件手機(jī)角色類
package com.scmd;
/**
* @program:
* @description: 抽象構(gòu)件手機(jī)角色類
* @author: zhouzhixiang
* @create: 2018-10-28 14:25
*/
public interface MobileComponent {
/**
* 輸出組建自身的名稱
*/
public void printStruct(String pre);
}
??樹葉手機(jī)構(gòu)件角色類
package com.scmd;
import lombok.Data;
/**
* @program:
* @description: 樹葉手機(jī)構(gòu)件角色類
* @author: zhouzhixiang
* @create: 2018-10-28 14:37
*/
@Data
public class SpecifyMobile implements MobileComponent{
private String name;
public SpecifyMobile(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void printStruct(String pre) {
System.out.printf(pre+"-"+this.name);
}
}
??樹枝手機(jī)構(gòu)件角色類
package com.scmd;
import lombok.Data;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @program:
* @description: 樹枝手機(jī)構(gòu)件角色類
* @author: zhouzhixiang
* @create: 2018-10-28 14:43
*/
@Data
public class MobileComposite implements MobileComponent{
private String name;
private List<MobileComponent> childComponents = new ArrayList<MobileComponent>();
public MobileComposite(String name) {
this.name = name;
}
public void addChild(MobileComponent child) {
childComponents.add(child);
}
public void removeChild(MobileComponent child) {
childComponents.remove(child);
}
public void removeChildByIndex(int index) {
childComponents.remove(index);
}
public List<MobileComponent> getChilds() {
return childComponents;
}
@Override
public void printStruct(String pre) {
System.out.printf(pre+"+"+this.name);
if(this.childComponents != null) {
pre += " ";
for(MobileComponent mobileComponent : childComponents){
mobileComponent.printStruct(pre);
}
}
}
}
??客戶端
/**
* @program:
* @description:
* @author: zhouzhixiang
* @create: 2018-10-28 14:52
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
MobileComposite root = new MobileComposite("手機(jī)");
MobileComposite c1 = new MobileComposite("華為");
MobileComposite c2 = new MobileComposite("蘋果");
SpecifyMobile s1 = new SpecifyMobile("華為Mate20Pro");
SpecifyMobile s2 = new SpecifyMobile("華為Mate20");
SpecifyMobile s3 = new SpecifyMobile("iphoneX");
SpecifyMobile s4 = new SpecifyMobile("iphoneXR");
root.addChild(c1);
root.addChild(c2);
c1.addChild(s1);
c1.addChild(s2);
c2.addChild(s3);
c2.addChild(s4);
root.printStruct("");;
}
}
??可以看出，樹枝構(gòu)件類(Composite)給出了addChild()、removeChild()以及getChild()等方法的聲明和實(shí)現(xiàn)，而樹葉構(gòu)件類則沒有給出這些方法的聲明或?qū)崿F(xiàn)。這樣的做法是安全的做法，由于這個特點(diǎn)，客戶端應(yīng)用程序不可能錯誤地調(diào)用樹葉構(gòu)件的聚集方法，因?yàn)闃淙~構(gòu)件沒有這些方法，調(diào)用會導(dǎo)致編譯錯誤。
??安全式合成模式的缺點(diǎn)是不夠透明，因?yàn)闃淙~類和樹枝類將具有不同的接口。
透明式合成模式的結(jié)構(gòu)
??與安全式的合成模式不同的是，透明式的合成模式要求所有的具體構(gòu)件類，不論樹枝構(gòu)件還是樹葉構(gòu)件，均符合一個固定接口。
源代碼
??抽象構(gòu)件手機(jī)角色類
/**
* @program:
* @description: 抽象構(gòu)件手機(jī)角色類
* @author: zhouzhixiang
* @create: 2018-10-28 14:25
*/
public abstract class MobileComponent{
/**
* 輸出組建自身的名稱
*/
public abstract void printStruct(String pre);
/**
* 聚集管理方法，增加一個子構(gòu)件對象
* @param child 子構(gòu)件對象
*/
public void addChild(MobileComponent child) {
/**
* 缺省實(shí)現(xiàn)，拋出異常，因?yàn)槿~子對象沒有此功能或者子組件沒有實(shí)現(xiàn)這個功能
*/
throw new UnsupportedOperationException("對象不支持此功能");
}
/**
* 聚集管理方法，刪除一個子構(gòu)件對象
* @param index 子構(gòu)件對象的下標(biāo)
*/
public void removeChild(int index){
/**
* 缺省實(shí)現(xiàn)，拋出異常，因?yàn)槿~子對象沒有此功能
* 或者子組件沒有實(shí)現(xiàn)這個功能
*/
throw new UnsupportedOperationException("對象不支持此功能");
}
/**
* 聚集管理方法，刪除一個子構(gòu)件對象
* @param child 子構(gòu)件對象
*/
public void removeChild(MobileComponent child){
/**
* 缺省實(shí)現(xiàn)，拋出異常，因?yàn)槿~子對象沒有此功能
* 或者子組件沒有實(shí)現(xiàn)這個功能
*/
throw new UnsupportedOperationException("對象不支持此功能");
}
/**
* 聚集管理方法，返回所有子構(gòu)件對象
*/
public List<MobileComponent> getChild(){
/**
* 缺省實(shí)現(xiàn)，拋出異常，因?yàn)槿~子對象沒有此功能
* 或者子組件沒有實(shí)現(xiàn)這個功能
*/
throw new UnsupportedOperationException("對象不支持此功能");
}
}
??樹枝手機(jī)構(gòu)件角色類，此類將implements MobileComponent改為extends MobileComponent，其他地方無變化。
/**
* @program:
* @description: 樹枝手機(jī)構(gòu)件角色類
* @author: zhouzhixiang
* @create: 2018-10-28 14:43
*/
@Data
public class MobileComposite extends MobileComponent{
private String name;
private List<MobileComponent> childComponents = new ArrayList<MobileComponent>();
public MobileComposite(String name) {
this.name = name;
}
public void addChild(MobileComponent child) {
childComponents.add(child);
}
public void removeChild(MobileComponent child) {
childComponents.remove(child);
}
public void removeChildByIndex(int index) {
childComponents.remove(index);
}
public List<MobileComponent> getChilds() {
return childComponents;
}
@Override
public void printStruct(String pre) {
System.out.printf(pre+"+"+this.name);
if(this.childComponents != null) {
pre += " ";
for(MobileComponent mobileComponent : childComponents){
mobileComponent.printStruct(pre);
}
}
}
}
??樹葉手機(jī)構(gòu)件角色類，此類將implements MobileComponent改為extends MobileComponent，其他地方無變化。
/**
* @program:
* @description: 樹葉手機(jī)構(gòu)件角色類
* @author: zhouzhixiang
* @create: 2018-10-28 14:37
*/
@Data
public class SpecifyMobile extends MobileComponent{
private String name;
public SpecifyMobile(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void printStruct(String pre) {
System.out.printf(pre+"-"+this.name);
}
}
??客戶端類的主要變化是不再區(qū)分MobileComposite對象和SpecifyMobile對象。
/**
* @program:
* @description:
* @author: zhouzhixiang
* @create: 2018-10-28 14:52
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
MobileComponent root = new MobileComposite("手機(jī)");
MobileComponent c1 = new MobileComposite("華為");
MobileComponent c2 = new MobileComposite("蘋果");
MobileComponent s1 = new SpecifyMobile("華為Mate20Pro");
MobileComponent s2 = new SpecifyMobile("華為Mate20");
MobileComponent s3 = new SpecifyMobile("iphoneX");
MobileComponent s4 = new SpecifyMobile("iphoneXR");
root.addChild(c1);
root.addChild(c2);
c1.addChild(s1);
c1.addChild(s2);
c2.addChild(s3);
c2.addChild(s4);
root.printStruct("");;
}
}
??可以看出，客戶端無需再區(qū)分操作的是樹枝對象(Composite)還是樹葉對象(Leaf)了；對于客戶端而言，操作的都是Component對象。
兩種實(shí)現(xiàn)方法的選擇
??這里所說的安全性合成模式是指：從客戶端使用合成模式上看是否更安全，如果是安全的，那么就不會有發(fā)生誤操作的可能，能訪問的方法都是被支持的。
??這里所說的透明性合成模式是指：從客戶端使用合成模式上，是否需要區(qū)分到底是“樹枝對象”還是“樹葉對象”。如果是透明的，那就不用區(qū)分，對于客戶而言，都是Compoent對象，具體的類型對于客戶端而言是透明的，是無須關(guān)心的。
??對于合成模式而言，在安全性和透明性上，會更看重透明性，畢竟合成模式的目的是：讓客戶端不再區(qū)分操作的是樹枝對象還是樹葉對象，而是以一個統(tǒng)一的方式來操作。
??而且對于安全性的實(shí)現(xiàn)，需要區(qū)分是樹枝對象還是樹葉對象。有時候，需要將對象進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，卻發(fā)現(xiàn)類型信息丟失了，只好強(qiáng)行轉(zhuǎn)換，這種類型轉(zhuǎn)換必然是不夠安全的。
??因此在使用合成模式的時候，建議多采用透明性的實(shí)現(xiàn)方式。
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