一、生活場景1、檔案系統
下圖是常見的計算機檔案系統的一部分。
- 樹枝節點
即檔案夾，有内部樹結構，在圖中塗有顔色；
- 樹葉節點
另一種是檔案，即樹葉節點，沒有内部樹結構。
2、列印檔案樹結構public class C01_InScene { public static void main(String[] args) { File file = new File("F:\\tree") ; fileTree(file, 0); } private static void fileTree(File file, int floor) { // 判斷是否存在 if (file.exists()) { if (floor > 0) { // 循環打空格 for (int i = 0; i < floor; i++) { System.out.print(" "); } } if (file.isDirectory()) { System.out.println("+" + file.getName()); // 列出所有檔案及檔案夾 File[] files = file.listFiles(); if (null != files) { // 循環遞歸 for (File dirFile : files) { fileTree(dirFile, floor + 1); } } } else { System.out.println("-" + file.getName()); } } }}
執行效果：+代表檔案夾，-代表檔案。
+tree +dir1 +dir2 -dir2Leaf.txt -leaf1.txt -leaf2.txt -OneLeaf.txt -TwoLeaf.txt3、組合模式描述
組合模式屬于對象的結構模式，有時又叫做“部分——整體”模式。組合模式将對象組織到樹結構中，可以用來描述整體與部分的關系。組合模式可以使用戶端将單純元素與複合元素同等看待。
二、組合模式-安全式1、基礎概念
安全式的組合模式要求管理聚集的方法隻出現在樹枝構件類中，而不出現在樹葉構件類中。涉及到三個角色：
- 抽象構件(Component)角色
它給組合的對象定義出公共的接口及其預設行為，可以用來管理所有的子對象。組合對象通常把它所包含的子對象當做類型為Component的對象。在安全式的組合模式裡，構件角色并不定義出管理子對象的方法，這一定義由樹枝構件對象給出。
- 樹葉構件(Leaf)角色
樹葉對象是沒有下級子對象的對象，定義出參加組合的原始對象的行為。
- 樹枝構件(Composite)角色
代表參加組合的有下級子對象的對象。樹枝構件類給出所有的管理子對象的方法，如add()、remove()以及getChild()。
2、模式圖解
3、源代碼實作public class C02_Security_Model { public static void main(String[] args) { Composite root = new Composite("服裝"); Composite composite1 = new Composite("男裝"); Leaf manCoat = new Leaf("上衣"); Leaf manBottom = new Leaf("下衣"); composite1.addChild(manCoat); composite1.addChild(manBottom); Composite composite2 = new Composite("女裝"); Leaf leaf1 = new Leaf("鞋子"); Leaf leaf2 = new Leaf("帽子"); root.addChild(leaf1); root.addChild(leaf2); root.addChild(composite1); root.addChild(composite2); root.printStruct(""); }}// 抽象構件角色類interface Component { /* * 輸出元件自身的名稱 */ void printStruct(String preStr);}// 樹枝構件角色類class Composite implements Component{ // 用來存儲組合對象中包含的子元件對象 private List<Component> childComponents = new ArrayList<Component>(); // 輸出對象的名稱 private String name; // 構造方法，傳入組合對象的名字 public Composite (String name){ this.name = name; } /** * 聚集管理方法，增加一個子構件對象 * @param child 子構件對象 */ public void addChild(Component child){ childComponents.add(child); } /** * 聚集管理方法，删除一個子構件對象 * @param index 子構件對象的下标 */ public void removeChild(int index){ childComponents.remove(index); } /** * 聚集管理方法，傳回所有子構件對象 */ public List getChild(){ return childComponents ; } /** * 輸出對象的自身結構 * @param preStr 字首，主要是按照層級拼接空格，實作向後縮進 */ @Override public void printStruct(String preStr) { //先輸出自己 System.out.println(preStr+"+"+this.name); //如果還包含有子元件，那麼就輸出這些子元件對象 if (this.childComponents != null){ //添加兩個空格，表示向後縮進兩個空格 preStr = preStr+" "; //輸出目前的子對象:使用函數遞歸的原理 for (Component c : childComponents) { c.printStruct(preStr); } } }}class Leaf implements Component{ // 輸出葉子對象的名稱 private String name; // 構造方法，傳入葉子對象的名稱 public Leaf (String name){ this.name = name ; } /** * 輸出葉子對象的結構，葉子對象沒有子對象，也就是輸出葉子對象的名字 * @param preStr 字首，主要是按照層級拼接的空格，實作向後縮進 */ @Override public void printStruct(String preStr) { System.out.println(preStr+"-"+name); }}
- 輸出結果
+服裝 -鞋子 -帽子 +男裝 -上衣 -下衣 +女裝三、組合模式-透明式1、概念圖解
與安全式的組合模式不同的是，透明式的組合模式要求所有的具體構件類，不論樹枝構件還是樹葉構件，均符合一個固定接口。
2、源代碼實作public class C03_Transparent_Model { public static void main(String[] args) { Component1 root = new Composite1("服裝"); Component1 c1 = new Composite1("男裝"); Component1 c2 = new Composite1("女裝"); Component1 leaf1 = new Leaf1("襯衫"); Component1 leaf2 = new Leaf1("夾克"); Component1 leaf3 = new Leaf1("裙子"); Component1 leaf4 = new Leaf1("套裝"); root.addChild(c1); root.addChild(c2); c1.addChild(leaf1); c1.addChild(leaf2); c2.addChild(leaf3); c2.addChild(leaf4); root.printStruct(""); }}abstract class Component1 { /** * 輸出元件自身的名稱 */ public abstract void printStruct(String preStr); // 聚集管理方法，增加一個子構件對象 public void addChild(Component1 child){ /** * 預設實作，抛出異常，因為葉子對象沒有此功能 * 或者子元件沒有實作這個功能 */ throw new UnsupportedOperationException("對象不支援此功能"); } // 聚集管理方法，删除一個子構件對象 public void removeChild(int index){ /** * 預設實作，抛出異常，因為葉子對象沒有此功能 * 或者子元件沒有實作這個功能 */ throw new UnsupportedOperationException("對象不支援此功能"); } // 聚集管理方法，傳回所有子構件對象 public List<Component1> getChild(){ /** * 預設實作，抛出異常，因為葉子對象沒有此功能 * 或者子元件沒有實作這個功能 */ throw new UnsupportedOperationException("對象不支援此功能"); }}classComposite1 extends Component1 { // 用來存儲組合對象中包含的子元件對象 private List<Component1> childComponents = new ArrayList<Component1>(); // 輸出對象名稱 private String name ; public Composite1 (String name){ this.name = name; } /** * 聚集管理方法，增加一個子構件對象 * @param child 子構件對象 */ public void addChild(Component1 child){ childComponents.add(child); } /** * 聚集管理方法，删除一個子構件對象 * @param index 子構件對象的下标 */ public void removeChild(int index){ childComponents.remove(index); } // 聚集管理方法，傳回所有子構件對象 public List<Component1> getChild(){ return childComponents ; } /** * 輸出對象的自身結構 * @param preStr 字首，主要是按照層級拼接空格，實作向後縮進 */ @Override public void printStruct(String preStr) { // 首先輸出自己名稱 System.out.println(preStr+"+"+this.name); // 如果還包含有子元件，那麼就輸出這些子元件對象 preStr = preStr + " "; if (this.childComponents != null) { // 添加兩個空格,表示向後縮進 for (Component1 c : childComponents) { ////遞歸輸出每個子對象 c.printStruct(preStr); } } }}class Leaf1 extends Component1 { private String name; public Leaf1 (String name){ this.name = name; } /** * 輸出葉子對象的結構，葉子對象沒有子對象，也就是輸出葉子對象的名字 * @param preStr 字首，主要是按照層級拼接的空格，實作向後縮進 */ @Override public void printStruct(String preStr) { System.out.println(preStr+"-"+name); }}四、JDK中應用1、HashMap結構圖
2、分層結構
- interface Map
- class AbstractMap implements Map
- HashMap extends AbstractMap implements Map
- interface Map.Entry
- Node implements Map.Entry
3、源代碼
- 存儲葉子節點
public V put(K var1, V var2) { return this.putVal(hash(var1), var1, var2, false, true);}final V putVal(int var1, K var2, V var3, boolean var4, boolean var5) { HashMap.Node[] var6 = this.table; .......}
- 存儲樹枝節點
public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> var1) { this.putMapEntries(var1, true);}五、源代碼位址GitHub·位址https://github.com/cicadasmile/model-arithmetic-parentGitEE·位址https://gitee.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent