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复合设计模式示例

發(fā)布時(shí)間：2023/12/3 asp.net 64 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了复合设计模式示例小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

本文是我們名為“ Java設(shè)計(jì)模式 ”的學(xué)院課程的一部分。

在本課程中，您將深入研究大量的設(shè)計(jì)模式，并了解如何在Java中實(shí)現(xiàn)和利用它們。您將了解模式如此重要的原因，并了解何時(shí)以及如何應(yīng)用模式中的每一個(gè)。在這里查看！

1.簡介

在本課程中，我們將討論一個(gè)非常有趣的設(shè)計(jì)模式，即Composite Pattern。 Composite一詞的英文含義是由復(fù)雜且相關(guān)的部分組成。復(fù)合意味著“放在一起”，這就是該設(shè)計(jì)模式的全部目的。

有時(shí)您會(huì)覺得代碼中需要樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有許多變體，但是有時(shí)需要一棵樹，其中樹的分支和葉子都應(yīng)被統(tǒng)一對(duì)待。

Composite Pattern允許您將對(duì)象組合成樹狀結(jié)構(gòu)以表示整體的層次結(jié)構(gòu)，這意味著您可以創(chuàng)建由不同部分組成的對(duì)象樹，但是可以將其視為一個(gè)整體。 Composite使客戶能夠統(tǒng)一對(duì)待單個(gè)對(duì)象和對(duì)象組成，這就是Composite Pattern的目的。

復(fù)合模式可以有很多實(shí)際的例子。文件目錄系統(tǒng)，java中的html表示形式，XML解析器都是良好管理的組合，并且都可以使用“組合模式”輕松表示。但是在深入研究示例細(xì)節(jié)之前，讓我們看一下有關(guān)“復(fù)合模式”的更多細(xì)節(jié)。

2.什么是復(fù)合模式

復(fù)合模式的正式定義表示，它允許您將對(duì)象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示部分整個(gè)層次結(jié)構(gòu)。復(fù)合可以使客戶統(tǒng)一對(duì)待單個(gè)對(duì)象和對(duì)象組成。

如果您熟悉樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，您將知道樹上有父母和他們的孩子。一個(gè)父母可以有多個(gè)孩子，但每個(gè)孩子只能有一個(gè)父母。在“復(fù)合模式”中，具有子元素的元素稱為“節(jié)點(diǎn)”，而沒有子元素的元素稱為“葉子”。

復(fù)合模式使我們能夠以樹的形式構(gòu)建對(duì)象的結(jié)構(gòu)，其中既包含對(duì)象的組成又包含作為節(jié)點(diǎn)的單個(gè)對(duì)象。使用復(fù)合結(jié)構(gòu)，我們可以對(duì)復(fù)合物和單個(gè)對(duì)象應(yīng)用相同的操作。換句話說，在大多數(shù)情況下，我們可以忽略對(duì)象的構(gòu)成與單個(gè)對(duì)象之間的差異。

復(fù)合模式有四個(gè)參與者：

零件

葉

綜合

客戶

下圖顯示了典型的Composite對(duì)象結(jié)構(gòu)。如您所見，單親可以有多個(gè)孩子，即“復(fù)合”，但每個(gè)孩子只有一個(gè)父母。

圖1

下面的類圖中的Component為復(fù)合對(duì)象和葉節(jié)點(diǎn)中的所有對(duì)象定義了一個(gè)接口。組件可以實(shí)現(xiàn)通用方法的默認(rèn)行為。

復(fù)合組件的作用是定義具有子組件的組件的行為并存儲(chǔ)子組件。 Composite還實(shí)現(xiàn)了與Leaf有關(guān)的操作。這些操作可能有意義，也可能沒有意義；它取決于使用模式實(shí)現(xiàn)的功能。

圖2

葉子定義了合成中元素的行為。它通過實(shí)現(xiàn)組件支持的操作來實(shí)現(xiàn)。 Leaf還繼承了方法，這些方法對(duì)于葉子節(jié)點(diǎn)不一定很有意義。

客戶端通過Component接口操作合成中的對(duì)象。

3.復(fù)合圖案的例子

您可以在具有系統(tǒng)或子系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)性質(zhì)且要統(tǒng)一對(duì)待單個(gè)對(duì)象和對(duì)象組成的任何地方實(shí)施Composite模式。可以使用復(fù)合模式來實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)，XML，HTML或辦公室的層次結(jié)構(gòu)（從總裁到員工）。

讓我們看一個(gè)簡單的示例，其中我們使用Composite Pattern在Java中實(shí)現(xiàn)html表示形式。 html本質(zhì)上是分層的，它從<html>標(biāo)記（它是父標(biāo)記或根標(biāo)記）開始，并且包含其他可以是父或子標(biāo)記的標(biāo)記。

可以使用Component類作為抽象類或接口來實(shí)現(xiàn)Java中的Composite Pattern。在此示例中，我們將使用一個(gè)抽象類，其中包含復(fù)合類和葉類中使用的所有重要方法。

package com.javacodegeeks.patterns.compositepattern;import java.util.List;public abstract class HtmlTag {public abstract String getTagName();public abstract void setStartTag(String tag);public abstract void setEndTag(String tag);public void setTagBody(String tagBody){throw new UnsupportedOperationException("Current operation is not support for this object");}public void addChildTag(HtmlTag htmlTag){throw new UnsupportedOperationException("Current operation is not support for this object");}public void removeChildTag(HtmlTag htmlTag){throw new UnsupportedOperationException("Current operation is not support for this object");}public List<HtmlTag>getChildren(){throw new UnsupportedOperationException("Current operation is not support for this object");}public abstract void generateHtml();}

HtmlTag類是組件類，它定義了復(fù)合類和葉子類使用的所有方法。這兩個(gè)擴(kuò)展類中應(yīng)該有一些共同的方法。因此，這些方法在上面的類中保持抽象，以強(qiáng)制在子類中實(shí)現(xiàn)它們。

getTagName()只是返回標(biāo)簽名稱，并且兩個(gè)子類（即復(fù)合類和葉類）都應(yīng)使用它。

每個(gè)html元素都應(yīng)該有一個(gè)開始標(biāo)記和一個(gè)結(jié)束標(biāo)記， setStartTag和setEndTag方法用于設(shè)置html元素的開始和結(jié)束標(biāo)記，并且應(yīng)該由兩個(gè)子類實(shí)現(xiàn)，因此它們?cè)谏鲜鲱愔斜３殖橄蟆?

有些方法僅對(duì)復(fù)合類有用，而對(duì)葉類沒有用。只需為這些方法提供默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，拋出異常是這些方法的良好實(shí)現(xiàn)，以避免不應(yīng)支持它們的對(duì)象意外調(diào)用這些方法。

generatHtml()方法是兩個(gè)擴(kuò)展類都應(yīng)支持的操作。為了簡單起見，它僅將標(biāo)簽打印到控制臺(tái)。

現(xiàn)在，讓我們看一下Composite類。

package com.javacodegeeks.patterns.compositepattern;import java.util.ArrayList; import java.util.List;public class HtmlParentElement extends HtmlTag {private String tagName;private String startTag; private String endTag;private List<HtmlTag>childrenTag;public HtmlParentElement(String tagName){this.tagName = tagName;this.startTag = "";this.endTag = "";this.childrenTag = new ArrayList<>();}@Overridepublic String getTagName() {return tagName;}@Overridepublic void setStartTag(String tag) {this.startTag = tag;}@Overridepublic void setEndTag(String tag) {this.endTag = tag;}@Overridepublic void addChildTag(HtmlTag htmlTag){childrenTag.add(htmlTag);}@Overridepublic void removeChildTag(HtmlTag htmlTag){childrenTag.remove(htmlTag);}@Overridepublic List<HtmlTag>getChildren(){return childrenTag;}@Overridepublic void generateHtml() {System.out.println(startTag);for(HtmlTag tag : childrenTag){tag.generateHtml();}System.out.println(endTag);}}

HtmlParentElement類是復(fù)合類，它實(shí)現(xiàn)諸如addChildTag ， removeChildTag和getChildren類的方法，這些方法必須由一個(gè)類實(shí)現(xiàn)才能成為結(jié)構(gòu)的組合。這里的操作方法是generateHtml ，它打印當(dāng)前類的標(biāo)記，并遍歷其子類并調(diào)用它們的generateHtml方法。

package com.javacodegeeks.patterns.compositepattern;public class HtmlElement extends HtmlTag{private String tagName;private String startTag; private String endTag;private String tagBody;public HtmlElement(String tagName){this.tagName = tagName;this.tagBody = "";this.startTag = "";this.endTag = "";}@Overridepublic String getTagName() {return tagName;}@Overridepublic void setStartTag(String tag) {this.startTag = tag;}@Overridepublic void setEndTag(String tag) {this.endTag = tag;}@Overridepublic void setTagBody(String tagBody){this.tagBody = tagBody;}@Overridepublic void generateHtml() {System.out.println(startTag+""+tagBody+""+endTag);}}

HtmlElement是葉子類，其主要工作是實(shí)現(xiàn)操作方法，在本示例中為generateHtml方法。它會(huì)打印startTag ，可選的tagBody（如果有的話）以及子元素的endTag 。

讓我們測試一下這個(gè)例子。

package com.javacodegeeks.patterns.compositepattern;public class TestCompositePattern {public static void main(String[] args) {HtmlTag parentTag = new HtmlParentElement("<html>");parentTag.setStartTag("<html>");parentTag.setEndTag("</html>");HtmlTag p1 = new HtmlParentElement("<body>");p1.setStartTag("<body>");p1.setEndTag("</body>");parentTag.addChildTag(p1);HtmlTag child1 = new HtmlElement("");child1.setStartTag("");child1.setEndTag("");child1.setTagBody("Testing html tag library");p1.addChildTag(child1);child1 = new HtmlElement("");child1.setStartTag("");child1.setEndTag("");child1.setTagBody("Paragraph 2");p1.addChildTag(child1);parentTag.generateHtml();}}

上面的代碼將導(dǎo)致以下輸出：

<html> <body> Testing html tag library Paragraph 2 </body> </html>

在上面的示例中，首先我們創(chuàng)建了一個(gè)父標(biāo)記（<html>），然后向其添加一個(gè)子代，該子代是另一個(gè)復(fù)合類型（<body>），并且該對(duì)象包含兩個(gè)子代（）。

請(qǐng)注意，上述結(jié)構(gòu)表示為整體層次結(jié)構(gòu)，并且對(duì)父標(biāo)記的generateHtml()方法的調(diào)用允許客戶端統(tǒng)一對(duì)待對(duì)象的組成。當(dāng)它生成對(duì)象及其所有子對(duì)象的html時(shí)。

4.何時(shí)使用復(fù)合圖案

當(dāng)您要表示對(duì)象的整體層次結(jié)構(gòu)時(shí)。

當(dāng)您希望客戶能夠忽略對(duì)象組成和單個(gè)對(duì)象之間的差異時(shí)。客戶將統(tǒng)一對(duì)待復(fù)合結(jié)構(gòu)中的所有對(duì)象。

5.下載源代碼

這是關(guān)于“復(fù)合模式”的一課。您可以在此處下載源代碼： CompositePattern-Project

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2015/09/composite-design-pattern.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的复合设计模式示例的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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