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Java结构型设计模式 —— 用组合模式建学校组织

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一、引言

距离2020年元旦还剩下83天

很多小伙伴不理解为什么要学习设计模式,也有很多小伙伴在学习设计模式过程当中,因感觉枯燥无味放弃了。

学习设计模式重点不在于学习时所写的代码,而是要去领会设计思想,当然第一次学习可能不会领会很深刻,需要一点一点进行累积,我们可以学习设计模式的同时,去看看一些开源框架中是如何使用设计模式,进一步巩固。

学习设计模式是为了使你所写的代码具有更好的扩展型、可维护性,优点小编就不多说了,设计模式这么久之所以存在肯定是具有一定的影响性的。

二、组合模式基本介绍

1、组合模式(Composite Pattern),又叫部分整体模式,它创建了对象组的树形结构,将对象组合成树状结构以表示“整体-部分”层次的关系。

2、组合模式使得用户对单个对象和组合对象的访问具有一致性,即:组合模式能让客户以一致的方式处理个别对象以及组合对象

3、结构性设计模式

上面这些听起来感觉太官方了,举个例子:一个学校包含多个学院,一个学院又包含了多个系,学校、学院、系三者之间是组合关系,像一个树形结构。

组合模式包含的角色

1、Component:全部部件的基类,定义所有子类共有的接口,并提供默认实现,用于管理子部件。

2、Leaf : 叶子节点,叶子节点没有子节点,案例中系就是叶子节点。

3、Composlte:非叶子节点,用于储存子部件,实现Component接口中相对应的操作方法,比如添加、删除。

三、实用案例

现在,我们需要编写一个程序,需要展示出学校的院系组成,一个学校包含多个学院,一个学院多个系。

清华大学
-------------计算机学院-------------
计算机科学与技术
软件工程
-------------工程学院-------------
通信工程
信息工程

传统解决思路:遇到这种组合关系,最容易想到就是方式就是继承,将学院看做成学校的子类、系是学院的子类,实际上是按照组织大小来进行分层次的,这种方式很明显不能进行很好的管理,比如对学院、系的添加、删除、遍历等等。

组合模式解决思路:把学校、学院、系看作成组织结构,他们之间没有继承的关系,而是一个属性结构,可以更好的实现管理操作。

步骤一:根据组合模式原理类图来看,首先我们需要定义Component,学校、学院、系都有名称和描述两个通用属性,并且还定义了一个添加方法,和打印方法。

/**
 * @Auther: IT贱男
 * @Date: 2019/8/23 11:24
 * @Description: Component - 机构抽象类
 */
public abstract class OrganizationComponent {


    public OrganizationComponent(String name, String des) {
        this.name = name;
        this.des = des;
    }

    /**
     * 结构名字
     */
    private String name;

    /**
     * 机构描述
     */
    private String des;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getDes() {
        return des;
    }

    /**
     * 默认实现添加方法
     *
     * @param organizationComponent
     */
    protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
        throw new UnsupportedOperationException("没有添加权限");
    }

    /**
     * 定义抽象打印方法
     */
    protected abstract void print();

}

步骤二:创建学校、学院,两个机构都是非叶子节点,并且都需要重写添加方法,来保存子部件。

/**
 * @Auther: IT贱男
 * @Date: 2019/8/23 11:28
 * @Description: 学校
 */
public class University extends OrganizationComponent {

    /**
     * 存放学院
     */
    private List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<>();

    public University(String name, String des) {
        super(name, des);
    }

    /**
     * 学校有权利添加学院,所以重写添加方法
     *
     * @param organizationComponent
     */
    @Override
    protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.add(organizationComponent);
    }

    @Override
    protected void print() {
        // 打印当前学校
        System.out.println(getName());
        // 遍历打印学院
        for (OrganizationComponent component : organizationComponents) {
            component.print();
        }
    }
}
/**
 * @Auther: IT贱男
 * @Date: 2019/8/23 11:33
 * @Description: Composite - 学院
 */
public class College extends OrganizationComponent {

    /**
     * 存放系
     */
    private List<OrganizationComponent> organizationComponents = new ArrayList<>();

    public College(String name, String des) {
        super(name, des);
    }

    /**
     * 学院有权利添加系,重写添加方法
     *
     * @param organizationComponent
     */
    @Override
    protected void add(OrganizationComponent organizationComponent) {
        organizationComponents.add(organizationComponent);
    }

    @Override
    protected void print() {
        // 打印当前学院
        System.out.println("-------------" + getName() + "-------------");
        // 遍历打印系
        for (OrganizationComponent component : organizationComponents) {
            component.print();
        }
    }
}

步骤三:因为系是叶子节点没有子部件,只需实现打印方法即可。


/**
 * @Auther: IT贱男
 * @Date: 2019/8/23 11:34
 * @Description: Leaf - 系
 */
public class Department extends OrganizationComponent {

    public Department(String name, String des) {
        super(name, des);
    }

    /**
     * 实现打印方法
     */
    @Override
    protected void print() {
        System.out.println(getName());
    }
}

步骤四:测试,最后实现效果

/**
 * @Auther: IT贱男
 * @Date: 2019/8/23 11:34
 * @Description: 客户端
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        // 创建学校
        University qinghua = new University("清华大学", "清华大学");

        // 创建计算机学院,并且添加系
        College jisuanji = new College("计算机学院", "计算机学院");
        Department xi1 = new Department("计算机科学与技术", "计算机科学与技术");
        Department xi2 = new Department("软件工程", "软件工程");
        jisuanji.add(xi1);
        jisuanji.add(xi2);

        // 创建工程学院,并且添加系
        College gongcheng = new College("工程学院", "工程学院好");
        Department xi3 = new Department("通信工程", "通信工程");
        Department xi4 = new Department("信息工程", "信息工程");
        gongcheng.add(xi3);
        gongcheng.add(xi4);

        // 给学校添加学院
        qinghua.add(jisuanji);
        qinghua.add(gongcheng);

        // 调用打印方法
        qinghua.print();

    }

}

三、组合模式注意事项和细节

1、简化客户端操作,方便创建出复杂的层次结构,客户端不用理会组合里面的组成细节,容易添加节点或者叶子节点从而创建出复杂的树形结构。

2、具有较强的扩展型,当我们要更改组合对象时,我们只需要调整内部的层次关系,客户端不用做出任何改动。

3、如果处理的对象具有树形结构时,非常适合使用组合模式。

4、如果节点和叶子有很多差异性,比如很多方法和属性都一样,这种情况就不适合使用组合模式。


转载:https://blog.csdn.net/weixin_38111957/article/details/102463632
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