組合模式應(yīng)該怎么用

相信樹形結(jié)構(gòu)大家都知道，但是是否知道用到了什么設(shè)計模式嗎？

1、什么是組合模式？

Compose objects into tree structures to represent part-whole hierarchies.Composite lets clients treat individual objects and compositions of objects uniformly.

組合模式（Composite Pattern）：將對象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示“部分-整體”的層次結(jié)構(gòu)， 使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。

說人話：用于處理樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。

2、組合模式定義

①、Component 抽象構(gòu)件角色

定義參加組合對象的共有方法和屬性，可以定義一些默認(rèn)的行為或?qū)傩浴?/p>

②、Leaf 葉子節(jié)點

葉子對象，其下再也沒有其他的子節(jié)點，是遍歷的最小單位。

③、Composite 樹枝構(gòu)件

樹枝對象，作用是組合樹枝節(jié)點和葉子節(jié)點形成一個樹形結(jié)構(gòu)。

3、組合模式通用代碼實現(xiàn)

/**
 * 個體和整體的抽象
 */
public abstract class Component {
    // 個體和整體都有的共享
    public void doSomething(){
        // 通用業(yè)務(wù)邏輯
        System.out.println("通用業(yè)務(wù)邏輯");
    }
}

/**
 * 樹枝節(jié)點
 */
public class Composite extends Component{
    // 構(gòu)件容器
    private ArrayList< Component > componentArrayList = new ArrayList<  >();

    // 增加一個葉子節(jié)點或者樹枝節(jié)點
    public void add(Component component){
        this.componentArrayList.add(component);
    }

    // 刪除一個葉子節(jié)點或者樹枝節(jié)點
    public void remove(Component component){
        this.componentArrayList.remove(component);
    }

    // 獲取分支下所有葉子節(jié)點和樹枝節(jié)點
    public List< Component > getChildren(){
        return this.componentArrayList;
    }
}

/**
 * 葉子節(jié)點
 */
public class Leaf extends Component {

    // 覆寫父類方法
    @Override
    public void doSomething() {
        // 葉子節(jié)點邏輯
        System.out.println("葉子節(jié)點邏輯");
    }
}

測試：

public class ClientTest {

    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建一個根節(jié)點
        Composite root = new Composite();
        root.doSomething();
        // 創(chuàng)建一個樹枝構(gòu)件
        Composite branch = new Composite();
        // 創(chuàng)建一個葉子節(jié)點
        Leaf leaf = new Leaf();

        // 串聯(lián)起來
        root.add(branch);
        branch.add(leaf);

        display(root);
    }

    // 通過遞歸遍歷數(shù)
    public static void display(Composite root){
        for(Component c : root.getChildren()){
            if(c instanceof Leaf){ // 葉子節(jié)點
                c.doSomething();
            }else{
                display((Composite) c);
            }
        }
    }
}

這里我們在舉一個例子：

假設(shè)我們在開發(fā)一個 OA 系統(tǒng)（辦公自動化系統(tǒng)）。公司的組織結(jié)構(gòu)包含部門和員工兩種數(shù)據(jù)類型。其中，部門又可以包含子部門和員工。

我們希望在內(nèi)存中構(gòu)建整個公司的人員架構(gòu)圖（部門、子部門、員工的隸屬關(guān)系），并且提供接口計算出部門的薪資成本（隸屬于這個部門的所有員工的薪資和）。

/**
 * 部門類和員工類的抽象類
 */
public abstract class HumanResource {
    protected long id;
    protected double salary;

    public HumanResource(long id){
        this.id = id;
    }

    public long getId(){
        return id;
    }

    public abstract double calculateSalary();

}

public class Department extends HumanResource{
    private List< HumanResource > subNodes = new ArrayList<  >();

    public Department(long id){
        super(id);
    }

    @Override
    public double calculateSalary() {
        double totalSalary = 0d;
        for (HumanResource hr : subNodes){
            totalSalary += hr.calculateSalary();
        }
        this.salary = totalSalary;
        return totalSalary;
    }

    public void addSubNode(HumanResource humanResource){
        subNodes.add(humanResource);
    }
}

public class Employee extends HumanResource{
    public Employee(long id,double salary){
        super(id);
        this.salary = salary;
    }

    @Override
    public double calculateSalary() {
        return salary;
    }
}

測試：

public class PersonClientTest {
    private static final long ORGANIZATION_ROOT_ID = 1;

    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建總部門
        Department root = new Department(ORGANIZATION_ROOT_ID);

        // 創(chuàng)建子部門
        Department branch = new Department(2L);

        // 創(chuàng)建員工
        Employee employee1 = new Employee(21L,2000);
        Employee employee2 = new Employee(22L,4000);

        root.addSubNode(branch);
        branch.addSubNode(employee1);
        branch.addSubNode(employee2);

        double v = root.calculateSalary();
        System.out.println(v);
    }

    private void buildOrganization(Department department){
        // 根據(jù) 部門id 查詢數(shù)據(jù)庫 所有下屬部門 id
        // List< Long > subDepartmentIds = departmentRepo.getSubDepartmentIds(department.getId());
        List< Long > subDepartmentIds = new ArrayList<  >();

        for (Long subDepartmentId : subDepartmentIds){
            Department subDepartment = new Department(subDepartmentId);
            department.addSubNode(subDepartment);
            buildOrganization(subDepartment);
        }

        // 根據(jù)部門id 查詢數(shù)據(jù)庫 其關(guān)聯(lián)員工所有 id
        // List< Long > employeeIds = employeeRepo.getDepartmentEmployeeIds(department.getId());
        List< Long > employeeIds = new ArrayList<  >();
        for (Long employeeId : employeeIds){
            // 根據(jù) employeeId 查詢數(shù)據(jù)庫得到 salary
            // 假設(shè)為 1000
            double salary = 1000d;
            department.addSubNode(new Employee(employeeId,salary));
        }


    }
}

4、組合模式優(yōu)點

①、高層模塊調(diào)用簡單

一棵樹形機構(gòu)中的所有節(jié)點都是Component， 局部和整體對調(diào)用者來說沒有任何區(qū)別，也就是說， 高層模塊不必關(guān)心自己處理的是單個對象還是整個組合結(jié)構(gòu)， 簡化了高層模塊的代碼。

②、節(jié)點自由增加

使用了組合模式后， 如果想增加一個樹枝節(jié)點、 葉子節(jié)點都很容易， 只要找到它的父節(jié)點就成， 非常容易擴展， 符合開閉原則， 對以后的維護非常有利。

5、組合模式應(yīng)用場景

只要是樹形結(jié)構(gòu)，就可以考慮使用組合模式。

①、維護和展示部分-整體關(guān)系的場景， 如樹形菜單、 文件和文件夾管理。

②、從一個整體中能夠獨立出部分模塊或功能的場景