【设计模式-8】组合模式的树形结构实现原理和代码演示-编程知识

【设计模式-8】组合模式的树形结构实现原理和代码演示

组合模式是在处理树形结构时而经常使用的设计模式，树形结构一般是由很多节点对象组合而成的一个整体。我们在开发中经常会碰到这样的结构，比如二叉树、多叉树等，映射到真实生活场景中的书的目录结构，部门的层级结构或者是电脑中的文件目录结构等。

1. 概述

组合模式 是针对树形结构而发展出来的一种设计模式，树形结构是由节点对象组合而成的对象，呈现“个体-整体”的结构，这种模式可以使客户端在操作树形结构的整体或者个体节点对象时，能做出统一的响应，这种整体和个体的概念对客户端来说也是不可见的。

组合模式 可以很好的做到，复杂树形对象的层次结构与客户端解耦的目的，是一种结构性的设计模式。

在这里插入图片描述
在组合模式中，通常存在三个角色：

抽象构件：一般是接口或者抽象类，声明了子类的方法和属性。子类可以是一个叶子构件，也可以是一个容器构件。
叶子构件：实现了抽象构件的接口，位于树形结构中最末端的构件，不能包含其他组件，它需要实现了抽象构件所有的方法。
容器构件：实现了抽象构件的接口，表示容器节点对象，可以存放其他的容器构件对象或者叶子构件对象，在具体业务方法中可以通过递归的方式实现对子节点的遍历。

2. 代码实现

下面，我们通过一个电脑中文件目录树形结构的例子，来写一个组合模式的Demo案例，具体代码如下：

抽象构件

// 抽象的构件
public abstract class AbstractNode {// 节点名称protected String name;// 构造的文件名称AbstractNode(String name) {this.name = name;}// 添加节点的方法protected abstract void add(AbstractNode abstractNode);// 展示节点的方法protected void show(int lines) {StringBuilder sb = new StringBuilder("|");for (int i = 0; i < lines; i++) {sb.append("—— ");}sb.append(name);System.out.println(sb);}
}

叶子节点 - 文件

// 叶子节点 - 文件
public class File extends AbstractNode {// 构造函数File(String name) {super(name);}@Overrideprotected void add(AbstractNode abstractNode) {// 可以通过抛出异常表示子节点不支持的方法throw new RuntimeException("叶子构件不支持添加新的节点");}@Overrideprotected void show(int lines) {// 调用父类的方法super.show(lines);}
}

容器节点 - 文件夹

// 容器节点 - 文件夹
public class Folder extends AbstractNode{// 文件夹下面的子节点（包含容器节点和叶子节点）private List<AbstractNode> list;// 构造函数默认赋值public Folder(String name) {super(name);this.list = new ArrayList<>();}@Overrideprotected void add(AbstractNode abstractNode) {list.add(abstractNode);}@Overrideprotected void show(int lines) {// 先展示名称super.show(lines);// 节点展示 + 1lines ++;// 子节点的展示for (AbstractNode node : list) {node.show(lines);}}
}

客户端

// 客户端
public class Client {public static void main(String[] args) {// 定义文件夹AbstractNode folder = new Folder("D盘");folder.add(new File("日记.txt"));folder.add(new File("人民的名义.mp4"));// 添加子文件夹AbstractNode sonFolder1 = new Folder("音乐");sonFolder1.add(new File("周杰伦.mp3"));sonFolder1.add(new File("以父之名.mp3"));AbstractNode music = new Folder("张杰");music.add(new File("年轻的战场.mp3"));sonFolder1.add(music);AbstractNode sonFolder2 = new Folder("图片");sonFolder2.add(new File("快看这是美景图.jpeg"));folder.add(sonFolder1);folder.add(sonFolder2);// 文件展示folder.show(0);}
}