本文節選自《設計模式就該這樣學》
1 使用透明組合模式實現課程目錄結構
以一門網絡課程為例，我們設計一個課程的關系結構。比如，我們有Java入門課程、人工智能課程、Java設計模式、源碼分析、軟技能等，而Java設計模式、源碼分析、軟技能又屬於Java架構師系列課程包，每個課程的定價都不一樣。但是，這些課程不論怎么組合，都有一些共性，而且是整體和部分的關系，可以用組合模式來設計。首先創建一個頂層的抽象組件CourseComponent類。
/**
* Created by Tom.
*/
public abstract class CourseComponent {
public void addChild(CourseComponent catalogComponent){
throw new UnsupportedOperationException("不支持添加操作");
}
public void removeChild(CourseComponent catalogComponent){
throw new UnsupportedOperationException("不支持刪除操作");
}
public String getName(CourseComponent catalogComponent){
throw new UnsupportedOperationException("不支持獲取名稱操作");
}
public double getPrice(CourseComponent catalogComponent){
throw new UnsupportedOperationException("不支持獲取價格操作");
}
public void print(){
throw new UnsupportedOperationException("不支持打印操作");
}
}
把所有可能用到的方法都定義到這個頂層的抽象組件中，但是不寫任何邏輯處理的代碼，而是直接拋異常。這里，有些小伙伴會有疑惑，為什么不用抽象方法？因為用了抽象方法，其子類就必須實現，這樣便體現不出各子類的細微差異。所以子類繼承此抽象類后，只需要重寫有差異的方法覆蓋父類的方法即可。
然后分別創建課程Course類和課程包CoursePackage類。創建Course類的代碼如下。
/**
* Created by Tom.
*/
public class Course extends CourseComponent {
private String name;
private double price;
public Course(String name, double price) {
this.name = name;
this.price = price;
}
@Override
public String getName(CourseComponent catalogComponent) {
return this.name;
}
@Override
public double getPrice(CourseComponent catalogComponent) {
return this.price;
}
@Override
public void print() {
System.out.println(name + " (￥" + price + "元)");
}
}
創建CoursePackage類的代碼如下。
/**
* Created by Tom.
*/
public class CoursePackage extends CourseComponent {
private List<CourseComponent> items = new ArrayList<CourseComponent>();
private String name;
private Integer level;
public CoursePackage(String name, Integer level) {
this.name = name;
this.level = level;
}
@Override
public void addChild(CourseComponent catalogComponent) {
items.add(catalogComponent);
}
@Override
public String getName(CourseComponent catalogComponent) {
return this.name;
}
@Override
public void removeChild(CourseComponent catalogComponent) {
items.remove(catalogComponent);
}
@Override
public void print() {
System.out.println(this.name);
for(CourseComponent catalogComponent : items){
//控制顯示格式
if(this.level != null){
for(int i = 0; i < this.level; i ++){
//打印空格控制格式
System.out.print(" ");
}
for(int i = 0; i < this.level; i ++){
//每一行開始打印一個+號
if(i == 0){ System.out.print("+"); }
System.out.print("-");
}
}
//打印標題
catalogComponent.print();
}
}
}
最后編寫客戶端測試代碼。
public static void main(String[] args) {
System.out.println("============透明組合模式===========");
CourseComponent javaBase = new Course("Java入門課程",8280);
CourseComponent ai = new Course("人工智能",5000);
CourseComponent packageCourse = new CoursePackage("Java架構師課程",2);
CourseComponent design = new Course("Java設計模式",1500);
CourseComponent source = new Course("源碼分析",2000);
CourseComponent softSkill = new Course("軟技能",3000);
packageCourse.addChild(design);
packageCourse.addChild(source);
packageCourse.addChild(softSkill);
CourseComponent catalog = new CoursePackage("課程主目錄",1);
catalog.addChild(javaBase);
catalog.addChild(ai);
catalog.addChild(packageCourse);
catalog.print();
}
運行結果如下圖所示。
透明組合模式把所有公共方法都定義在 Component 中，這樣客戶端就不需要區分操作對象是葉子節點還是樹枝節點；但是，葉子節點會繼承一些它不需要（管理子類操作的方法）的方法，這與設計模式的接口隔離原則相違背。
2 使用安全組合模式實現無限級文件系統
再舉一個程序員更熟悉的例子。對於程序員來說，電腦是每天都要接觸的。電腦的文件系統其實就是一個典型的樹形結構，目錄包含文件夾和文件，文件夾里面又可以包含文件夾和文件。下面用代碼來實現一個目錄系統。
文件系統有兩個大的層次：文件夾和文件。其中，文件夾能容納其他層次，為樹枝節點；文件是最小單位，為葉子節點。由於目錄系統層次較少，且樹枝節點（文件夾）結構相對穩定，而文件其實可以有很多類型，所以我們選擇使用安全組合模式來實現目錄系統，可以避免為葉子節點類型（文件）引入冗余方法。首先創建頂層的抽象組件Directory類。
public abstract class Directory {
protected String name;
public Directory(String name) {
this.name = name;
}
public abstract void show();
}
然后分別創建File類和Folder類。創建File類的代碼如下。
public class File extends Directory {
public File(String name) {
super(name);
}
@Override
public void show() {
System.out.println(this.name);
}
}
創建Folder類的代碼如下。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Folder extends Directory {
private List<Directory> dirs;
private Integer level;
public Folder(String name,Integer level) {
super(name);
this.level = level;
this.dirs = new ArrayList<Directory>();
}
@Override
public void show() {
System.out.println(this.name);
for (Directory dir : this.dirs) {
//控制顯示格式
if(this.level != null){
for(int i = 0; i < this.level; i ++){
//打印空格控制格式
System.out.print(" ");
}
for(int i = 0; i < this.level; i ++){
//每一行開始打印一個+號
if(i == 0){ System.out.print("+"); }
System.out.print("-");
}
}
//打印名稱
dir.show();
}
}
public boolean add(Directory dir) {
return this.dirs.add(dir);
}
public boolean remove(Directory dir) {
return this.dirs.remove(dir);
}
public Directory get(int index) {
return this.dirs.get(index);
}
public void list(){
for (Directory dir : this.dirs) {
System.out.println(dir.name);
}
}
}
注意，Folder類不僅覆蓋了頂層的show()方法，還增加了list()方法。
最后編寫客戶端測試代碼。
public static void main(String[] args) {
System.out.println("============安全組合模式===========");
File qq = new File("QQ.exe");
File wx = new File("微信.exe");
Folder office = new Folder("辦公軟件",2);
File word = new File("Word.exe");
File ppt = new File("PowerPoint.exe");
File excel = new File("Excel.exe");
office.add(word);
office.add(ppt);
office.add(excel);
Folder wps = new Folder("金山軟件",3);
wps.add(new File("WPS.exe"));
office.add(wps);
Folder root = new Folder("根目錄",1);
root.add(qq);
root.add(wx);
root.add(office);
System.out.println("----------show()方法效果-----------");
root.show();
System.out.println("----------list()方法效果-----------");
root.list();
}
運行結果如下圖所示。
安全組合模式的好處是接口定義職責清晰，符合設計模式的單一職責原則和接口隔離原則；缺點是客戶需要區分樹枝節點和葉子節點，這樣才能正確處理各個層次的操作，客戶端無法依賴抽象接口（Component），違背了設計模式的依賴倒置原則。
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