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设计模式之组合模式(Composite)
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组合模式:允许你将对象组合成树状结构来表现“整体/部分”层次结构。组合能让客户以一致的方式处理个别对象以及组合对象
组合模式UML图:
组合模式的一种常见的特征就是内部有一个集合,集合当中保存着一系列的自身接口的引用。这样就可以在组合对象中任意新增新的组合对象,最终表现为一种树形结构形态。
组合模式通常和迭代器模式一起使用,来遍历某个节点下所有的子节点。
下面是一个菜单的例子
首先我们总揽一下该例子程序的类图结构:
事例场景:某餐厅的菜单(OursMenu)包含了中餐菜单(ZhongCanMenu)和西餐菜单(XiCanMenu)两类子菜单,其中ZhongCanMenu中具体的菜肴有红烧肉(HongShaoRou)和水煮鱼(ShuiZhuYu),XiCanMenu中具体的菜肴有意大利面(YiDaLiMian),另外还有一个咖喱鸡饭(GaliJiFan)没有另作分类直接放在了OursMenu当中,现在我们需要列出所有的菜肴的价格。
package com.pattern.menu; /** * 菜单接口 */ public interface Menu { /** * 添加菜肴 * @param item */ void addItem(MenuItem item); /** * 列印出所有菜肴的价格 */ void printItems(); /** * 添加一个子菜单 * @param xiCanMenu */ void addSubMenu(Menu xiCanMenu); }
package com.pattern.menu; /** * 菜肴接口 */ public interface MenuItem { /** * 列印菜肴价格 */ void price(); }
package com.pattern.menu; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.Iterator; /** * 菜单接口抽象类 */ public abstract class AbstractMenu implements Menu { /** * 保存所有子菜单的集合 */ private Collection<Menu> menus = new ArrayList<Menu>(); /** * 保存当前菜单的菜肴 */ private Collection<MenuItem> menuItems = new ArrayList<MenuItem>(); public void addSubMenu(Menu menu){ menus.add(menu); } public void addItem(MenuItem item) { menuItems.add(item); } public void printItems() { printMyMenusItems(); printMyItems(); } /** * 列印出当前菜单中所有子菜单的菜肴 */ private void printMyMenusItems() { Iterator<Menu> menusItrator = menus.iterator(); while (menusItrator.hasNext()) { Menu menu = (Menu) menusItrator.next(); menu.printItems(); } } /** * 列印当前菜单中的菜肴 */ private void printMyItems() { Iterator<MenuItem> itemsIterator = menuItems.iterator(); while (itemsIterator.hasNext()) { MenuItem menuItem = (MenuItem) itemsIterator.next(); menuItem.price(); } } }
以下是具体实例类代码:
/** * 中餐菜单 */ public class ZhongCanMenu extends AbstractMenu{ } /** * 西餐菜单 */ public class XiCanMenu extends AbstractMenu { } /** * 餐厅总菜单 */ public class OursMenu extends AbstractMenu { }
/** * 咖喱鸡饭 */ public class GaliJiFan implements MenuItem { public void price() { System.out.println("GaliJiFan:"+"RMB 25.00"); } }
/** * 红烧肉 */ public class HongShaoRou implements MenuItem { public void price() { System.out.println("HongShaoRou:"+"RMB 23.00"); } }
/** * 水煮鱼 */ public class ShuiZhuYu implements MenuItem { public void price() { System.out.println("ShuiZhuYu:"+"RMB 48.00"); } }
/** * 意大利面 */ public class YiDaLiMian implements MenuItem { public void price() { System.out.println("YiDaLiMian:"+"RMB 203.00"); } }
Main方法:
package com.pattern.menu; public class APP { public static void main(String[] args) { //实例化所有菜肴 MenuItem hongShaoRou = new HongShaoRou(); MenuItem shuiZhuYu = new ShuiZhuYu(); MenuItem yiDaLiMian = new YiDaLiMian(); MenuItem galiJiFan = new GaliJiFan(); //实例化所有菜单 Menu zhongCanMenu = new ZhongCanMenu(); Menu xiCanMenu = new XiCanMenu(); Menu oursMenu = new OursMenu(); //添加菜肴到相关菜单 xiCanMenu.addItem(yiDaLiMian); zhongCanMenu.addItem(shuiZhuYu); zhongCanMenu.addItem(hongShaoRou); //组合子菜单和菜肴到餐厅总菜单 oursMenu.addSubMenu(xiCanMenu); oursMenu.addSubMenu(zhongCanMenu); oursMenu.addItem(galiJiFan); //列印所有菜肴价格 oursMenu.printItems(); } }
有些参考资料中,为了说明组合这个设计模式,让菜肴和菜单都实现一个接口,显然这是两个不同的对象,必然会导致有些菜单对象的方法根本就不适合菜肴对象,最后通过在不相关的方法实现中抛出UnsupportedOperationException异常来解决这类问题。
这里我将菜单和菜肴分别抽象为两个接口,通过组合关联的方式完成整个菜单结构,仅仅从菜单那边实现组合模式来建立树状结构。这样做的好处是各自履行各自的职责,不会去干一些不相关或者没有意义事情(比如让菜肴去新增一个子菜单),虽然一定程度上有些违背组合这个设计模式的定义,即没有以一致的方式处理个别对象以及组合对象(组合模式的定义),但个人认为合理就好,没必要生搬硬套模式,毕竟模式也有不遵循设计原则的地方(可能是为了达到某个目标而没有遵循设计原则而采取的折中方案),关键是要适合具体的场景。
参考资料:
Head First 设计模式 (中国电力出版社)
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