24种设计模式--组合模式【Composite Pattern】
大家在上学的时候应该都学过“数据结构”这门课程吧,还记得其中有一节叫“二叉树”吧,我们上学那会儿这一章节是必考内容,左子树,右子树,什么先序遍历后序遍历什么,重点就是二叉树的的遍历,我还记得当时老师就说,考试的时候一定有二叉树的构建和遍历,现在想起来还是觉的老师是正确的,树状结果在实际项目应用的非常广泛。
咱就先说个最常见的例子,公司的人事管理就是一个典型的树状结构,你想想你公司的结构是不是这样:
从最高的老大,往下一层一层的管理,最后到我们这层小兵,很典型的树状结构(说明一下,这不是二叉树,有关二叉树的定义可以翻翻以前的教科书),我们今天的任务就是要把这个树状结构实现出来,并且还要把它遍历一遍,你要确认你建立的树是否有问题呀。
从这个树状结构上分析,有两种节点:有分支的节点(如研发部经理)和无分支的节点(如员工 A、员工 D 等),我们增加一点学术术语上去,总经理叫做根节点(是不是想到 XML 的那个根节点 root,那就对了),类似研发部经理有分支的节点叫做树枝节点,类似员工 A 的无分支的节点叫做树叶节点,都很形象,三个类型的的节点,那是不是定义三个类就可以?好,我们按照这个思路走下去,先看我们自己设计的类图:
这个类图是初学者最容易想到的类图(如果你已经看明白这个类图的缺陷了,就可以不看下边的实现了,我是循序渐进的讲课,呵呵),那我们来看这个实现:
先看最高级别的根节点的实现:
- package com.pattern.composite;
- import java.util.ArrayList;
- /**
- * 定义一个根节点,就为总经理服务
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- public interface IRoot {
- // 得到总经理的信息
- public String getInfo();
- // 总经理下边要有小兵,那要能增加小兵,比如研发总经理,这是个树枝节点
- public void add(IBranch branch);
- // 那要能增加树叶节点
- public void add(ILeaf leaf);
- // 既然能增加,那要还要能够便遍历,不肯能总经理不知道他手下有哪些人
- public ArrayList getSubordinateInfo();
- }
- // 这个根节点就是我们的总经理 CEO,然后看实现类:
- package com.pattern.composite;
- import java.util.ArrayList;
- /**
- * 根节点的实现类
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- @SuppressWarnings("unchecked")
- public class Root implements IRoot {
- // 保存根节点下的树枝节点和树叶节点,Subrdinate的意思是下级
- private ArrayList subordinateList = new ArrayList();
- // 根节点的名称
- private String name = "";
- // 根节点的职位
- private String position = "";
- // 根节点的薪水
- private int salary = 0;
- // 通过构造函数传递进来总经理的信息
- public Root(String name, String position, int salary){
- this.name = name;
- this.position = position;
- this.salary = salary;
- }
- // 增加树枝节点
- public void add(IBranch branch) {
- this.subordinateList.add(branch);
- }
- // 增加叶子节点,比如秘书,直接属于总经理
- public void add(ILeaf leaf) {
- this.subordinateList.add(leaf);
- }
- // 得知自己的信息
- public String getInfo() {
- String info = "";
- info = "名称:" + this.name;
- info = info + "\t职位:" + this.position;
- info = info + "\t薪水:" + this.salary;
- return info;
- }
- // 得到下级的信息
- public ArrayList getSubordinateInfo() {
- return this.subordinateList;
- }
- }
很简单,通过构造函数传入参数,然后获得信息,还可以增加子树枝节点(部门经理)和叶子节点(秘书)。我们再来看 IBranch.java:
- package com.pattern.composite;
- import java.util.ArrayList;
- /**
- * 树枝节点,也就是各个部门经理和组长的角色
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- @SuppressWarnings("unchecked")
- public interface IBranch {
- // 获得信息
- public String getInfo();
- // 增加数据节点,例如研发部下的研发一组
- public void add(IBranch branch);
- // 增加叶子节点
- public void add(ILeaf leaf);
- // 获得下级信息
- public ArrayList getSubordinateInfo();
- }
- // 下面是树枝节点的实现类:
- package com.pattern.composite;
- import java.util.ArrayList;
- /**
- * 所有的树枝节点
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- @SuppressWarnings("unchecked")
- public class Branch implements IBranch {
- // 存储子节点信息
- private ArrayList subordinateList = new ArrayList();
- // 树枝节点的名称
- private String name = "";
- // 树枝节点的职位
- private String position = "";
- // 树枝节点的薪水
- private int salary = 0;
- // 通过构造函数传递树枝节点的参数
- public Branch(String name, String position, int salary){
- this.name = name;
- this.position = position;
- this.salary = salary;
- }
- // 增加一个子树枝节点
- public void add(IBranch branch) {
- this.subordinateList.add(branch);
- }
- // 增加一个叶子节点
- public void add(ILeaf leaf) {
- this.subordinateList.add(leaf);
- }
- // 获得自己树枝节点的信息
- public String getInfo() {
- String info = "";
- info = "名称:" + this.name;
- info = info + "\t职位:" + this.position;
- info = info + "\t薪水:" + this.salary;
- return info;
- }
- // 获得下级的信息
- public ArrayList getSubordinateInfo() {
- return this.subordinateList;
- }
- }
- // 最后看叶子节点,也就是员工的接口:
- package com.pattern.composite;
- /**
- * 叶子节点,也就是最小的小兵了,只能自己干活,不能指派别人了
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- public interface ILeaf {
- // 获得自己的信息呀
- public String getInfo();
- }
- // 下面是叶子节点的实现类:
- package com.pattern.composite;
- /**
- * 最小的叶子节点
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- public class Leaf implements ILeaf {
- // 叶子叫什么名字
- private String name = "";
- // 叶子的职位
- private String position = "";
- // 叶子的薪水
- private int salary = 0;
- // 通过构造函数传递信息
- public Leaf(String name, String position, int salary){
- this.name = name;
- this.position = position;
- this.salary = salary;
- }
- // 最小的小兵只能获得自己的信息了
- public String getInfo() {
- String info = "";
- info = "名称:" + this.name;
- info = info + "\t职位:" + this.position;
- info = info + "\t薪水:" + this.salary;
- return info;
- }
- }
好了,所有的根节点,树枝节点和叶子节点都已经实现了,从总经理、部门经理到最终的员工都已经实现了,然后的工作就是组装成一个树状结构和遍历这个树状结构,看 Client.java 程序:
- package com.pattern.composite;
- import java.util.ArrayList;
- /**
- * Client的作用是组装这棵树,并遍历一遍
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- @SuppressWarnings("unchecked")
- public class Client {
- public static void main(String[] args) {
- // 首先产生了一个根节点
- IRoot ceo = new Root("张三", "总经理", 100000);
- // 差生三个部门经理,也就是树枝节点
- IBranch developDep = new Branch("李四", "研发部门经理", 10000);
- IBranch salesDep = new Branch("王五", "销售部门经理", 20000);
- IBranch financeDep = new Branch("赵六", "财务部门经理", 30000);
- // 再把三个小组长产生出来
- IBranch firstDevGroup = new Branch("杨三", "开发一组组长", 5000);
- IBranch secondDevGroup = new Branch("吴大", "开发二组组长", 6000);
- // 剩下的就是我们这些小兵了,就是路人甲,路人乙
- ILeaf a = new Leaf("a", "开发人员", 2000);
- ILeaf b = new Leaf("b", "开发人员", 2000);
- ILeaf c = new Leaf("c", "开发人员", 2000);
- ILeaf d = new Leaf("d", "开发人员", 2000);
- ILeaf e = new Leaf("e", "开发人员", 2000);
- ILeaf f = new Leaf("f", "开发人员", 2000);
- ILeaf g = new Leaf("g", "开发人员", 2000);
- ILeaf h = new Leaf("h", "开发人员", 5000);
- ILeaf i = new Leaf("i", "开发人员", 4000);
- ILeaf j = new Leaf("j", "开发人员", 5000);
- ILeaf k = new Leaf("k", "开发人员", 8000);
- ILeaf zhengLaoLiu = new Leaf("郑老六", "研发部副总", 20000);
- // 该产生的人都产生出来了,然后我们怎么组装这棵树
- // 首先是定义总经理下有三个部门经理
- ceo.add(developDep);
- ceo.add(salesDep);
- ceo.add(financeDep);
- //总经理下还有一个秘书
- ceo.add(k);
- // 定义研发部门下的结构
- developDep.add(firstDevGroup);
- developDep.add(secondDevGroup);
- // 研发部经理下还有一个副总
- developDep.add(zhengLaoLiu);
- // 看看开发两个小组下有什么
- firstDevGroup.add(a);
- firstDevGroup.add(b);
- firstDevGroup.add(c);
- secondDevGroup.add(d);
- secondDevGroup.add(e);
- secondDevGroup.add(f);
- secondDevGroup.add(g);
- // 再看销售部下的人员情况
- salesDep.add(h);
- salesDep.add(i);
- // 最后一个财务
- financeDep.add(j);
- // 树状结构写完毕,然后我们打印出来
- System.out.println(ceo.getInfo());
- // 打印出来整个树形
- getAllSubordinateInfo(ceo.getSubordinateInfo());
- }
- private static void getAllSubordinateInfo(ArrayList subordinateList){
- int length = subordinateList.size();
- for(int m=0;m<length;m++){
- Object s = subordinateList.get(m);
- if(s instanceof Leaf){
- // 是个叶子节点,也就是员工
- ILeaf employee = (ILeaf) s;
- System.out.println(employee.getInfo());
- }else{
- IBranch branch = (IBranch) s;
- System.out.println(branch.getInfo());
- // 在递归调用
- getAllSubordinateInfo(branch.getSubordinateInfo());
- }
- }
- }
- }
这个程序比较长,如果是在我们的项目中有这样的程序,肯定是被拉出来做典型的,你写一大坨的程序给谁呀,以后还要维护的,程序是要短小精悍!幸运的是,我们是这为案例来讲解,而且就是指出这样组装这棵树是有问题,等会我们深入讲解。
和我们期望要的结果一样,一棵完整的树就生成了,而且我们还能够遍历。看类图或程序的时候,你有没有发觉有问题?getInfo 每个接口都有为什么不能抽象出来?Root 类和Branch 类有什么差别?为什么要定义成两个接口两个类?如果我要加一个任职期限,你是不是每个类都需要修改?如果我要后序遍历(从员工找到他的上级领导)能做吗?——彻底晕菜了!
问题很多,我们一个一个解决,先说抽象的问题,确实可以吧 IBranch 和 IRoot 合并成一个接口,这个我们先肯定下来,这是个比较大的改动,我们先画个类图:
这个类图还是有点问题的,接口的作用是什么?定义共性,那 ILeaf 和 IBranch 是不是也有共性呢?有 getInfo(),我们是不是要把这个共性也已经封装起来呢?好,我们再修改一下类图:
类图上有两个接口,ICorp 是公司所有人员的信息的接口类,不管你是经理还是员工,你都有名字,职位,薪水,这个定义成一个接口没有错,IBranch 有没有必要呢?我们先实现出来然后再说。
先看 ICorp.java 源代码:
- package com.pattern.composite.advance;
- /**
- * 公司类,定义每个员工都有信息
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- public interface ICorp {
- // 每个员工都有信息,你想隐藏,门儿都没有!
- public String getInfo();
- }
- // 接口很简单,只有一个方法,就是获得员工的信息,我们再来看实现类:
- package com.pattern.composite.advance;
- /**
- * Leaf是树枝节点,在这里就是我们这些小兵
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- public class Leaf implements ICorp {
- // 小兵也有名称
- private String name = "";
- // 小兵也有职位
- private String position = "";
- // 小兵也有薪水,否则谁给你干
- private int salary = 0;
- // 通过一个构造函数传递小兵的信息
- public Leaf(String name, String position, int salary) {
- this.name = name;
- this.position = position;
- this.salary = salary;
- }
- // 获得小兵的信息
- public String getInfo() {
- String info = "";
- info = "姓名:" + this.name;
- info = info + "\t职位:" + this.position;
- info = info + "\t薪水:" + this.salary;
- return info;
- }
- }
小兵就只有这些信息了,我们是具体干活的,我们是管理不了其他同事的,我们来看看那些经理和小组长是怎么实现的,先看接口:
- package com.pattern.composite.advance;
- import java.util.ArrayList;
- /**
- * 这些下边有小兵或者是经理等风云人物
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- public interface IBranch {
- // 能够增加小兵(树叶节点)或者是经过(树枝节点)
- public void addSubordinate(ICorp corp);
- // 还要能够获得下属的信息
- public ArrayList<ICorp> getSubordinate();
- /**
- * 本来还应该又一个方法 delSubordinate(ICorp corp),删除下属
- * 这个方法我们没有用到就不写进来了
- */
- }
- // 接口也是很简单的,下面是实现类:
- package com.pattern.composite.advance;
- import java.util.ArrayList;
- /**
- * 这些树枝节点也就是这些领导们既要自己的信息,还要知道自己的下属情况
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- public class Branch implements IBranch, ICorp{
- // 领导也是人,也有名字
- private String name = "";
- // 领导和领导不同,也是职位区别
- private String position = "";
- // 领导也是拿薪水的
- private int salary = 0;
- // 领导下边有那些下级领导和小兵
- ArrayList<ICorp> subordinateList = new ArrayList<ICorp>();
- // 通过构造函数传递领导的信息
- public Branch(String name, String position, int salary) {
- this.name = name;
- this.position = position;
- this.salary = salary;
- }
- // 增加一个下属,可能是小头目,也可能是个小兵
- public void addSubordinate(ICorp corp) {
- this.subordinateList.add(corp);
- }
- // 我有哪些下属
- public ArrayList<ICorp> getSubordinate() {
- return this.subordinateList;
- }
- // 领导也是人,他也有信息
- public String getInfo() {
- String info = "";
- info = "姓名:" + this.name;
- info = info + "\t职位:" + this.position;
- info = info + "\t薪水:" + this.salary;
- return info;
- }
- }
- // 实现类也很简单,不多说,程序写的好不好,就看别人怎么调用了,我们看Client.java 程序:
- package com.pattern.composite.advance;
- import java.util.ArrayList;
- /**
- * 组装这个树形结构,并展示出来
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- @SuppressWarnings("all")
- public class Client {
- public static void main(String[] args) {
- // 首先是组装一个组织结构出来
- Branch ceo = compositeCorpTree();
- // 首先把CEO的信息打印出来
- System.out.println(ceo.getInfo());
- // 然后是所有员工信息
- System.out.println(getTreeInfo(ceo));
- }
- // 把整个树组装出来
- public static Branch compositeCorpTree(){
- // 首先产生总经理CEO
- Branch root = new Branch("张三", "总经理", 10000);
- // 把三个部门经理产生出来
- Branch developDep = new Branch("李四", "研发部门经理", 10000);
- Branch salesDep = new Branch("王五", "销售部门经理", 20000);
- Branch financeDep = new Branch("赵六", "财务部经理", 30000);
- // 再把三个小组长产生出来
- Branch firstDevGroup = new Branch("周七", "开发一组组长", 5000);
- Branch secondDevGroup = new Branch("杨三", "开发二组组长", 6000);
- // 把所有的小兵都产生出来
- Leaf a = new Leaf("a", "开发人员", 2000);
- Leaf b = new Leaf("b", "开发人员", 2000);
- Leaf c = new Leaf("c", "开发人员", 2000);
- Leaf d = new Leaf("d", "开发人员", 2000);
- Leaf e = new Leaf("e", "开发人员", 2000);
- Leaf f = new Leaf("f", "开发人员", 2000);
- Leaf g = new Leaf("g", "开发人员", 2000);
- Leaf h = new Leaf("h", "销售人员", 5000);
- Leaf i = new Leaf("i", "销售人员", 4000);
- Leaf j = new Leaf("j", "财务人员", 5000);
- Leaf k = new Leaf("k", "CEO秘书", 8000);
- Leaf zhengLaoLiu = new Leaf("郑老六", "研发部副经理", 20000);
- // 开始组装
- // CEO下有三个部门经理和一个秘书
- root.addSubordinate(k);
- root.addSubordinate(developDep);
- root.addSubordinate(salesDep);
- root.addSubordinate(financeDep);
- // 研发部经理
- developDep.addSubordinate(zhengLaoLiu);
- developDep.addSubordinate(firstDevGroup);
- developDep.addSubordinate(secondDevGroup);
- // 看看开发两个小组下有什么
- firstDevGroup.addSubordinate(a);
- firstDevGroup.addSubordinate(b);
- firstDevGroup.addSubordinate(c);
- secondDevGroup.addSubordinate(d);
- secondDevGroup.addSubordinate(e);
- secondDevGroup.addSubordinate(f);
- // 再看销售部下的人员情况
- salesDep.addSubordinate(h);
- salesDep.addSubordinate(i);
- // 最后一个财务
- financeDep.addSubordinate(j);
- return root;
- }
- // 遍历整棵树,只要给我根节点,我就能遍历出所有的节点
- public static String getTreeInfo(Branch root){
- ArrayList<ICorp> subordinate = root.getSubordinate();
- String info = "";
- for(ICorp s : subordinate){
- // 是员工就直接获得信息
- if(s instanceof Leaf){
- info = info + s.getInfo() + "\n";
- }else{
- // 是个小头目
- info = info + s.getInfo() + "\n" + getTreeInfo((Branch) s);
- }
- }
- return info;
- }
- }
一个非常清晰的树状人员资源管理图出现了,那我们的程序是否还可以优化?可以! 你看 Leaf 和 Branch中都有 getInfo 信息,是否可以抽象,好,我们抽象一下:
你一看这个图,乐了,能不乐嘛,减少很多工作量了,接口没有了,改成抽象类了,IBranch 接口也没有了,直接把方法放到了实现类中了,那我们先来看抽象类:
- package com.pattern.composite.perfect;
- /**
- * 定义一个公司的人员的抽象类
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- public abstract class Corp {
- // 公司每个人都有名称
- private String name = "";
- // 公司每个人都有职位
- private String position = "";
- // 公司每个人都有薪水
- private int salary = 0;
- /**
- * 通过接口的方式传递,我们改变一下习惯,传递进来的变量名以下划线开始
- * 这个在一些开源项目中非常常见,一般构造函数都是这么定义的
- */
- public Corp(String _name, String _position, int _salary){
- this.name = _name;
- this.position = _position;
- this.salary = _salary;
- }
- // 获得员工信息
- public String getInfo(){
- String info = "";
- info = "姓名:" + this.name;
- info = info + "\t职位:" + this.position;
- info = info + "\t薪水:" + this.salary;
- return info;
- }
- }
- // 抽象类嘛,就应该抽象出一些共性的东西出来,然后看两个具体的实现类:
- package com.pattern.composite.perfect;
- /**
- * 普通员工很简单,就写一个函数就可以了
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- public class Leaf extends Corp {
- // 就写一个构造函数,这个是必须的
- public Leaf(String name, String position, int salary) {
- super(name, position, salary);
- }
- }
- // 这个改动比较多,就几行代码就完成了,确实就应该这样,下面是小头目的实现类:
- package com.pattern.composite.perfect;
- import java.util.ArrayList;
- /**
- * 节点类,也简单了很多
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- public class Branch extends Corp {
- // 领导下边有那些下级领导和小兵
- ArrayList<Corp> subordinateList = new ArrayList<Corp>();
- // 构造函数是必须的了
- public Branch(String _name, String _position, int _salary) {
- super(_name, _position, _salary);
- }
- // 增加一个下属,可能是小头目,也可能是个小兵
- public void addSubordinate(Corp corp){
- this.subordinateList.add(corp);
- }
- // 我有哪些下属
- public ArrayList<Corp> getSubordinate(){
- return this.subordinateList;
- }
- }
- // 也缩减了很多,再看 Client.java 程序,这个就没有多大变化了:
- package com.pattern.composite.perfect;
- import java.util.ArrayList;
- /**
- * 组装这个树形结构,并展示出来
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- public class Client {
- public static void main(String[] args) {
- // 首先是组装一个组织结构出来
- Branch ceo = compositeCorpTree();
- // 首先把CEO的信息打印出来
- System.out.println(ceo.getInfo());
- // 然后是所有员工信息
- System.out.println(getTreeInfo(ceo));
- }
- // 把整个树组装出来
- public static Branch compositeCorpTree(){
- // 首先产生总经理CEO
- Branch root = new Branch("张三", "总经理", 10000);
- // 把三个部门经理产生出来
- Branch developDep = new Branch("李四", "研发部门经理", 10000);
- Branch salesDep = new Branch("王五", "销售部门经理", 20000);
- Branch financeDep = new Branch("赵六", "财务部经理", 30000);
- // 再把三个小组产生出来
- Branch firstDevGroup = new Branch("杨三", "开发一组组长", 5000);
- Branch secondDevGroup = new Branch("吴大", "开发二组组长", 6000);
- // 把所有的小兵都产生出来
- Leaf a = new Leaf("a", "开发人员", 2000);
- Leaf b = new Leaf("b", "开发人员", 2000);
- Leaf c = new Leaf("c", "开发人员", 2000);
- Leaf d = new Leaf("d", "开发人员", 2000);
- Leaf e = new Leaf("e", "开发人员", 2000);
- Leaf f = new Leaf("f", "开发人员", 2000);
- Leaf g = new Leaf("g", "开发人员", 2000);
- Leaf h = new Leaf("h", "销售人员", 5000);
- Leaf i = new Leaf("i", "销售人员", 4000);
- Leaf j = new Leaf("j", "财务人员", 5000);
- Leaf k = new Leaf("k", "CEO秘书", 8000);
- Leaf zhengLaoLiu = new Leaf("郑老六", "研发部副总理", 20000);
- // 开始组装
- // CEO下有三个部门经理和一个秘书
- root.addSubordinate(k);
- root.addSubordinate(developDep);
- root.addSubordinate(salesDep);
- root.addSubordinate(financeDep);
- // 研发部门经理
- developDep.addSubordinate(zhengLaoLiu);
- developDep.addSubordinate(firstDevGroup);
- developDep.addSubordinate(secondDevGroup);
- // 看看两个开发小组下有什么
- firstDevGroup.addSubordinate(a);
- firstDevGroup.addSubordinate(b);
- firstDevGroup.addSubordinate(c);
- secondDevGroup.addSubordinate(d);
- secondDevGroup.addSubordinate(e);
- secondDevGroup.addSubordinate(f);
- secondDevGroup.addSubordinate(g);
- // 再看销售部下的人员情况
- salesDep.addSubordinate(h);
- salesDep.addSubordinate(i);
- // 最后一个财务
- financeDep.addSubordinate(j);
- return root;
- }
- // 遍历整棵树,只要给我根节点,我就能遍历出所有的节点
- public static String getTreeInfo(Branch branch){
- ArrayList<Corp> subordinateList = branch.getSubordinate();
- String info = "";
- for(Corp s : subordinateList){
- if(s instanceof Leaf){
- // 是员工就直接获得信息
- info = info + s.getInfo() + "\n";
- }else{
- info = info + s.getInfo() + "\n" + getTreeInfo((Branch) s);
- }
- }
- return info;
- }
- }
就是把用到 ICorp 接口的地方修改为 Corp 抽象类就成了,就上面黄色的部分作了点修改,其他保持不变。
确实是类、接口减少了很多,而且程序也简单很多,但是大家可能还是很迷茫,这个 Client 程序并没有改变多少呀,非常正确,树的组装你是跑不了的,你要知道在项目中使用数据库来存储这些信息的,你从数据库中提出来哪些人要分配到树枝,哪些人要分配到树叶,树枝与树枝、树叶的关系,这些都需要人去定义,通常这里使用一个界面去配置,在数据库中是一个标志信息,例如定义这样一张表:
从这张表中已经定义个一个树形结构,我们要做的就是从数据库中读取出来,然后展现到前台上,这个读取就用个 for 循环加上递归是不是就可以把一棵树建立起来?我们程序中其实还包涵了数据的读取和加工,用了数据库后,数据和逻辑已经在表中定义好了,我们直接读取放到树上就可以了,这个还是比较容易做了的,大家不妨自己考虑一下。
上面我们讲到的就是组合模式(也叫合成模式),有时又叫做部分-整体模式(Part-Whole),主要是用来描述整体与部分的关系,用的最多的地方就是树形结构。组合模式通用类图如下:
我们先来说说组合模式的几个角色:
抽象构件角色(Component): 定义参加组合的对象的共有方法和属性,可以定义一些默认的行为或属性;比如我们例子中的 getInfo 就封装到了抽象类中。
叶子构件(Leaf):叶子对象,其下再也没有其他的分支。
树枝构件(Composite):树枝对象,它的作用是组合树枝节点和叶子节点;
组合模式有两种模式,透明模式和安全模式,这两个模式有什么区别呢?先看类图:
从类图上大家应该能看清楚了,这两种模式各有优缺点,透明模式是把用来组合使用的方法放到抽象类中, 比如 add(),remove()以及 getChildren等方法(顺便说一下, getChildren 一般返回的结果为 Iterable的实现类,很多,大家可以看 JDK 的帮助),不管叶子对象还是树枝对象都有相同的结构,通过判断是getChildren 的返回值确认是叶子节点还是树枝节点,如果处理不当,这个会在运行期出现问题的,不是很建议的方式;安全模式就不同了,它是把树枝节点和树叶节点彻底分开,树枝节点单独拥有用来组合的方法,这种方法比较安全,我们的例子使用了安全模式。
组合模式的优点有哪些呢?第一个优点只要是树形结构,就要考虑使用组合模式,这个一定记住,只要是要体现局部和整体的关系的时候,而且这种关系还可能比较深,考虑一下组合模式吧。组合模式有一个非常明显的缺点,看到我们在 Client.java 中的的定义了树叶和树枝使用时的定义了吗?如下:
发现什么问题了吗?直接使用了实现类!这个在面向接口编程上是很不恰当的,这个在使用的时候要考虑清楚。
组合模式在项目中到处都有,比如现在的页面结构一般都是上下结构,上面放系统的 Logo,下边分为两部分:左边是导航菜单,右边是展示区,左边的导航菜单一般都是树形的结构,比较清晰, 这个 JavaScript有很多例子,大家可以到网上搜索一把;还有,我们的自己也是一个树状结构,根据我,能够找到我的父母,根据父亲又能找到爷爷奶奶,根据母亲能够找到外公外婆等等,很典型的树形结构,而且还很规范(这个要是不规范那肯定是乱套了)。
我们在上面也还提到了一个问题,就是树的遍历问题,从上到下遍历没有问题,但是我要是从下往上遍历呢?比如在人力资源这颗树上,我从中抽取一个用户,要找到它的上级有哪些,下级有哪些,怎么处理?想想,~~~,再想想!想出来了吧,我们对下答案,先看类图:
看类图中的红色方框,只要增加两个方法就可以了,一个是设置父节点是谁,一个是查找父节点是谁,我们来看一下程序的改变:
- package com.pattern.composite.perfect;
- /**
- * 定义一个公司的人员的抽象类
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- public abstract class Corp {
- // 公司每个人都有名称
- private String name = "";
- // 公司每个人都有职位
- private String position = "";
- // 公司每个人都有薪水
- private int salary = 0;
- // 父节点是谁
- protected Corp pattern = null;
- /**
- * 通过接口的方式传递,我们改变一下习惯,传递进来的变量名以下划线开始
- * 这个在一些开源项目中非常常见,一般构造函数都是这么定义的
- */
- public Corp(String _name, String _position, int _salary){
- this.name = _name;
- this.position = _position;
- this.salary = _salary;
- }
- // 获得员工信息
- public String getInfo(){
- String info = "";
- info = "姓名:" + this.name;
- info = info + "\t职位:" + this.position;
- info = info + "\t薪水:" + this.salary;
- return info;
- }
- // 得到父节点
- public Corp getPattern() {
- return pattern;
- }
- // 设置父节点
- public void setPattern(Corp pattern) {
- this.pattern = pattern;
- }
- }
- // 就增加了父节点部分,然后我们再来看看 Branch.java 的改变:
- package com.pattern.composite.perfect;
- import java.util.ArrayList;
- /**
- * 节点类,也简单了很多
- * @author http://www.cnblogs.com/initial-road/
- *
- */
- public class Branch extends Corp {
- // 领导下边有那些下级领导和小兵
- ArrayList<Corp> subordinateList = new ArrayList<Corp>();
- // 构造函数是必须的了
- public Branch(String _name, String _position, int _salary) {
- super(_name, _position, _salary);
- }
- // 增加一个下属,可能是小头目,也可能是个小兵
- public void addSubordinate(Corp corp){
- // 设置父节点
- corp.setPattern(this);
- this.subordinateList.add(corp);
- }
- // 我有哪些下属
- public ArrayList<Corp> getSubordinate(){
- return this.subordinateList;
- }
- }
增加了父节点部分,看懂程序了吗?就是在每个节点甭管是树枝节点还是树叶节点,都增加了一个属性:父节点对象,这样在树枝节点增加子节点或叶子的时候设置父节点,然后你看整棵树就除了根节点外每个节点都一个父节点,剩下的事情还不好处理吗?每个节点上都有父节点了,你要往上找,那就找呗!Client程序我就不写了,今天已经拷贝的代码实在有点多,大家自己考虑一下,写个 find 方法,然后一个一个往上找,最简单的方法了!
有了这个 parent 属性,什么后序遍历(从下往上找)、中序遍历(从中间某个环节往上或往下遍历)都解决了,这个就不多说了。
再提一个问题,树叶节点和树枝节点是有顺序的,你不能乱排的,怎么办?比如我们上面的例子,研发一组下边有三个成员,这三个成员是要进行排序的呀,你怎么处理?问我呀,问你呢,好好想想,以后用到着的!
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