設計模式（十一）-組合模式（Composite Pattern）——容器與内容的一緻性

組合模式（Composite Pattern）是能夠使容器與内容具有一緻性，創造出遞歸結構的模式。

Entry.java

package com.test.dp.Composite.Sample;

//抽象類，表示“目錄條目”，用來實作File和Directory的一緻性
public abstract class Entry {
    public abstract String getName();                               // 擷取名字
    public abstract int getSize();                                  // 擷取大小
    public Entry add(Entry entry) throws FileTreatmentException {   // 加入目錄條目
        throw new FileTreatmentException();
    }
    public void printList() {                                       // 為一覽加上字首并顯示目錄條目一覽
        printList("");
    }
    protected abstract void printList(String prefix);               // 為一覽加上字首
    public String toString() {                                      // 顯示代表類的文字
        return getName() + " (" + getSize() + ")";
    }
}
           

File.java

package com.test.dp.Composite.Sample;

//檔案類，代表“内容”
public class File extends Entry {
    private String name;
    private int size;
    public File(String name, int size) {
        this.name = name;
        this.size = size;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public int getSize() {
        return size;
    }
    protected void printList(String prefix) {
        System.out.println(prefix + "/" + this);
    }
}
           

Directory.java

package com.test.dp.Composite.Sample;

import java.util.Iterator;
import java.util.ArrayList;

//檔案夾類，代表“目錄”
public class Directory extends Entry {
    private String name;                    // 檔案夾的名字
    private ArrayList directory = new ArrayList();      // 檔案夾中目錄條目的集合
    public Directory(String name) {         // 構造函數
        this.name = name;
    }
    public String getName() {               // 擷取名字
        return name;
    }
    public int getSize() {                  // 擷取大小
        int size = 0;
        Iterator it = directory.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Entry entry = (Entry)it.next();
            size += entry.getSize();
        }
        return size;
    }
    public Entry add(Entry entry) {         // 增加目錄條目
        directory.add(entry);
        return this;
    }
    protected void printList(String prefix) {       // 顯示目錄條目一覽
        System.out.println(prefix + "/" + this);
        Iterator it = directory.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Entry entry = (Entry)it.next();
            entry.printList(prefix + "/" + name);
        }
    }
}
           

FileTreatmentException.java

package com.test.dp.Composite.Sample;

//表示向檔案中增加Entry時發生異常的類
public class FileTreatmentException extends RuntimeException {
    public FileTreatmentException() {
    }
    public FileTreatmentException(String msg) {
        super(msg);
    }
}
           

Main.java

package com.test.dp.Composite.Sample;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println("Making root entries...");
            Directory rootdir = new Directory("root");
            Directory bindir = new Directory("bin");
            Directory tmpdir = new Directory("tmp");
            Directory usrdir = new Directory("usr");
            rootdir.add(bindir);
            rootdir.add(tmpdir);
            rootdir.add(usrdir);
            bindir.add(new File("vi", 10000));
            bindir.add(new File("latex", 20000));
            rootdir.printList();

            System.out.println("");
            System.out.println("Making user entries...");
            Directory yuki = new Directory("yuki");
            Directory hanako = new Directory("hanako");
            Directory tomura = new Directory("tomura");
            usrdir.add(yuki);
            usrdir.add(hanako);
            usrdir.add(tomura);
            yuki.add(new File("diary.html", 100));
            yuki.add(new File("Composite.java", 200));
            hanako.add(new File("memo.tex", 300));
            tomura.add(new File("game.doc", 400));
            tomura.add(new File("junk.mail", 500));
            rootdir.printList();
        } catch (FileTreatmentException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
           

執行結果：

Making root entries...

/root (30000)

/root/bin (30000)

/root/bin/vi (10000)

/root/bin/latex (20000)

/root/tmp (0)

/root/usr (0)

Making user entries...

/root (31500)

/root/bin (30000)

/root/bin/vi (10000)

/root/bin/latex (20000)

/root/tmp (0)

/root/usr (1500)

/root/usr/yuki (300)

/root/usr/yuki/diary.html (100)

/root/usr/yuki/Composite.java (200)

/root/usr/hanako (300)

/root/usr/hanako/memo.tex (300)

/root/usr/tomura (900)

/root/usr/tomura/game.doc (400)

/root/usr/tomura/junk.mail (500)

總結：

優點：1、高層子產品調用簡單。2、節點自由增加。

缺點：在使用組合模式時，其葉子和樹枝的聲明都是實作類，而不是接口，違反了依賴倒置原則。

使用場景：部分、整體場景，如樹形菜單，檔案、檔案夾的管理。

注意事項：定義時為具體類。